DK145147B - Anordning til dannelse af et foerste et andet eller et yderligere derivat af en titreringskurve - Google Patents

Description

i 145U7 1 Opfindelsen angår en anordning til dannelse af et første, et andet eller et yderligere derivat af en titreringskurve og af den i krav l's indledning angivne art.

5 Titrering er en fremgangsmåde, der anvendes hyppigt ved kvantitative kemiske analyser. Titreringen beror på en reaktion af en kendt mængde af en opløsning af ukendt koncentration med et reagensmiddel af kendt koncentration og i bestemmelse af det øjeblik, hvor 10 denne reaktion er fuldført. Mængden af det tilsatte reagensmiddel af kendt koncentration kan anvendes til beregning af koncentrationen af den ukendte opløsning.

Bestemmelsen af det øjeblik, hvor reaktionen er færdig, kan udføres ved hjælp af et par egnede elektro-15 der, der er neddykket i den titrerede opløsning. Den mellem elektroderne frembragte og i en optegning som funktion af mængden af det tilsatte reaktionsmiddel opståede spænding viser i almindelighed en kurve af "S"-formet forløb, der betegnes som den potentiometri-20 ske titreringskurve. Det er blevet fastslået, at et vendepunkt på den potentiometriske kurve falder sammen med slutningen på titreringen, d.v.s. med det øjeblik, hvor den ved titreringen forløbende reaktion netop er fuldført.

25

Da titrering med en potentiometrisk eller en anden kontrol af forløbet af titreringskurven finder udstrakt anvendelse, er der konstrueret en række anordninger, der letter eller præciserer titreringen. En betydende 30 effekt giver, for såvidt fødningen af reagensmidlet forløber med konstant hastighed, bestemmelsen af ækvivalenspunktet af forløbet af det første derivat af titreringskurven efter tiden, hvor der i ækvivalenspunktet dannes et udtrykkeligt maksimum. Endnu mere nøjag-35 tigt kan ækvivalenspunktet bestemmes efter forløbet af 2 145147 1 det andet derivat af titreringskurven efter tiden, hvilken kurve forløber gennem nul i ækvivalenspunktet.

Til dannelse af et derivat af titreringskurven i af-5 hængighed af tiden er der hidtil alene anvendt passive RC-derivationselementer, med et efterfølgende enkelt elektronisk forstærkertrin. Denne løsning af opgaven er på grund af den lille nøjagtighed, som kan opnås, utilstrækkelig, så at der kræves en hurtig tilførsel 10 af reagensmiddel, hvorved nøjagtigheden af bestemmel sen nedsættes. Tillige er forløbet af den opnåede derivationskurve stærkt forvrænget.

Opfindelsen taget sigte på at angive en anordning af 15 den omhandlede art, ved hvilken der opnås en forøgelse af følsomheden og nøjagtigheden af titreringen, idet der benyttes en anordning, som har en høj følsomhed, så at der i forhold til de kendte anordninger skaffes en mulighed for at gennemføre ekstremt langsomme ti-20 treringer.

Dette opnås ved en anordning af den i krav l's indledning angivne art ved, at anordningen er udformet som angivet i krav lrs kendetegnende del.

25

En yderligere forbedring af anordningen opnås ved, at den er udformet som angivet i krav 2.

En fordel ved anordningen ifølge opfindelsen i forhold 30 til de kendte fremgangsmåder til dannelse af et derivat af titreringskurven efter tiden er en stor og indstillelig følsomhed af anordningen, hvilket gør det muligt også at anvende anordningen til titrering ved langsom dosering, idet den tilsvarende kemiske reakti-35 on forløber langsomt. Endvidere opnår man muligheden 3 145147 1 for en tilslutning af et elektrode- eller andet de-tektionssystem med høj indre modstand, f.eks. glaselektroder, og muligheden for at følge forløbet af titreringen med potentiometrisk indikation i et vand-5 frit medium, der i almindelighed er kendetegnet ved en høj indre modstand. Denne fordel opnås med filteret med lavpas-karakteristik, idet filteret undertrykker de forstyrrende signaler, der navnlig opstår ved blanding af opløsningen og tilsætning af titreringsmid-10 let, så at de efter filteret indskudte derivatorer ikke bliver påvirket af forstyrrende signaler og giver et mere nøjagtigt derivationsforløb af titreringskurven efter tiden. Anvendelsen af derivatorer med en operationsforstærker med passende indgangs- og tilbagekob-15 lingsimpedanser gør det muligt at ipdstille en høj forstærkning af derivatorerne, hvilken er udnyttelig i praksis, idet de forstyrrende signaler i forvejen er frafiltreret.

20 Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et blokkoblingsbillede af anordningen ifølge opfindelsen, og 25 fig. 2 et koblingsbillede af en konkret udførelsesform for anordningen.

En indgang 12 til en impedansomdanner 5 tjener til til-30 slutning af et elektrodesystem.

En udgang 6 fra impedansomdanneren er over et aktivt eller passivt filter 14 med lavfrekvenspaskarakteri-stik tilsluttet til en derivator 15, der er dannet af 35 en operationsforstærker 3 og egnede impedanser 31 og 4 145147 1 32, der dannes i forstærkerens indgangs- og tilbage koblingskredse. Til impedansomdannerens udgang 8 er der koblet en anden derivator 16, der er dannet af en operationsforstærker 4 og passende impedanser 37 og 38, 5 der er koblet i dens indgangs- og dens tilbagekoblingskreds. Til de enkelte klemmer 6 til 9 er der tilsluttet ekstra vurderingsredskaber, f.eks. et registreringsredskab og logiske kredse.

10 Ved den i fig. 2 viste konkrete udførelsesform for anordningen tjener en operationsforstærker 1 som impedansomdanner 5, og til forstærkerens klemme 10 er der tilsluttet en elektrode med høj indre modstand og til dens klemme 11 en referenceelektrode over et potentio-15 meter 17. Potentiometeret 17 styrer spændingsforstærkningen i impedansomdanneren 5 således, at egenskaberne af alle anvendte kredse udnyttes fuldt ud i de efterfølgende kredse. Efter impedansomdanneren 5 findes et aktivt filter 14 med en lavfrekvenspaskarakteristik, 20 hvilket filter er dannet af operationsforstærkeren 2 og RC-kredse 18 til 30. Filteret tjener til frafiltre-ring af forstyrrende signaler, der frem for alt forårsages ved blanding af opløsningen og ved tilsætning af reagensmidlet, og grænsefrekvensen for filteret bliver 25 svarende til hastigheden af tilsætningen af det doserede reagensmiddel og stejlheden af titreringskurven valgt således, at forløbet af titreringskurven ikke bliver forvrænget.

30 Efter filteret l4 er der indskudt derivater 15 og 16. Overføringskonstanten for den første derivator 15> der er dannet af operationsforstærkeren 3 og de pågældende RC-kredse, er bestemt af kondensatoren 31 og modstanden 32. Ekstra elementer til begrænsning af frekvens-35 karakteristikken af derivatoren 15 er en modstand 33 5 145147 1 og en kondensator 3^- Størrelsen af disse ekstra elementer vælges således, at det målte forløb ikke bliver forvrænget, og at der opnås en så lille værdi af fasefejlen, at man kan se bort fra den. En lignende anord-5 ning findes ved den anden derivator 16, der er dannet af operationsforstærkeren t og de pågældende RC-kredse.

Deres overføringskonstant bestemmes af kondensatoren 37 og modstanden 38. De ekstra elementer til begrænsning af frekvenskarakteristikken af derivatoren 16 er 10 en modstand 35 og en kondensator 36. Til udgangsklemmerne 6 og 7 tilsluttes der et registreringsredskab til registrering af forløbet af titreringskurven. Til udgangsklemmen 8 tilsluttes et registreringsredskab til registrering af det første derivat af titrerings-15 kurven efter tiden og fil udgangsklemmen 9 et registreringsredskab til registrering af forløbet af det andet derivat af titreringskurven efter tiden eller logiske kredse til vurdering af vendepunktet på den potentiome-triske titreringskurve.