Opublikowano 16 trudnia 1957 r.Art POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40548 KI. 42 I, 3/05 Politechnika Poznanska *) (Zaklad Badawczy Chemii — Zespól Gospodarstw Pomocniczych) Poznan, Polska Sposób miareczkowania melodq polaryxacyjnq oraz urzqdzenie do przeprowadzenia togo sposobu Patent trwa od dnia 13 grudnia 1956 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób elektrome- trycznego okreslania konca miareczkowania roz¬ tworami utleniajacymi lub redukujacymi, przy wy¬ korzystaniu zjawiska polaryzacji i depolaryzacji elektrod. Gdy dwie elektrody platynowe, lub we¬ glowe lub inne, niereagujace z oznaczanymi roz¬ tworami, sa zanurzone w roztworze zawierajacym nadmiar roztworu utleniajacego lub redukujacego, wówczas znajduja sie w stanie spolaryzowanym lub zdepolaryzowanym. Przeplyw pradu poprzez uklad elektroda — roztwór — elektroda jest ula¬ twiony albo utrudniony w zaleznosci od stanu po¬ laryzacji czy depolaryzacji elektrod. Przy niewiel¬ kim przekroczeniu punktu koncowego miareczko-^ w^iajmstepuje nagfe^p^aryzowanie^u^zdepo- laryzowanie elektrod, co charakteryzuje sie naglym skokiem napiecia pradu i odpowiada punktowi * Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóltwór¬ cami wynalazku sa dr Zbigniew Zagórski i mgr Stanislaw Olszanski. równowagi w ukladzie reduktor — utleniacz. Ozna¬ czanie punktu zaniYupolaryzacji lub depolaryzacji elektrod mozna bylo dokonywac jedynie przy uzy¬ ciu bardzo- czulego galwanometru, klopotliwego w obsludze. Metoda ta nie mogla sie rozpowsze¬ chnic ze wzgledu na trudnosci aparaturowe i byc wykorzystana do dokonywania pomiarów maso¬ wych, gdzie jest wymagana szybkosc, duza cze¬ stosc pomiarów i pozadane zasadniczo automa¬ tyczne sterowanie dawkowania roztworów ozna¬ czanego lub oznaczajacego. Poza tym nawet naj¬ czulszy galwanometr pobiera prad, przeto powo¬ duje znieksztalcenie obrazu zjawisk.Wedlug wynalazku stwierdzono, ze elektrome- tryczne okreslanie konca miareczkowania, przy wykorzystaniu zjawiska polaryzacji i depola¬ ryzacji elektrod, mozna przeprowadzic unikajac dotychczasowych wad i niedogodnosci z idwijo wieksza dokladnoscia pomiaru anizeli na to poz¬ walaja dotychczasowe metody, gdy w miejsce gal- wanometru stosuje sie odpowiednio wykonaneurzadzenie elektronowe, bedace równiez przed¬ miotem wynalazku. zrzadzenie wedlug wynalazku mozna równo¬ czesnie zastosowac do automatycznego sterowania aparatura miareczkujaca, jak na przyklad samo¬ czynnego wkraplania i przerywania wkraplania roztworów.Na zalaczonym rysunku przedstawiono przykla¬ dowo schemat polaczen urzadzenia elektronicz¬ nego wedlug wynalazku.W celu przeprowadzenia miareczkowania roz¬ tworów metoda polaryzacyjna, zwlaszcza oksyda¬ cyjno- redukujacych^ stosuje sie wedlug wyna- lazku urzadzenie elektronowe, które moze byc obslugiwane przez przyuczony personel i jest nie¬ czule na wstrzasy w przeciwienstwie do galwano- metrów.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc calko¬ wicie zasilane z sieci lub z sieci i baterii su¬ chych, z których pobiera sie male ilosci pradu.Pomiar odbywa sie praktycznie bezpradowo, poz¬ walajac na zdjecie krzywej miareczkowania i wy¬ konanie samego miareczkowania bez znieksztal¬ cen, co bylo niemozliwa do osiagniecia znanymi dotad sposobami. Koncowy punkt miareczkowania zaznacza sie nie jak w galwanometrach, trudnym obserwowaniem wskazówki lub sladu promieni*, swietlnego, lecz wyraznym sygnalem, optycznym w postaci zapalajacej sie neonówki lub zmiana oka magicznego, lub akustycznym najlepiej brze- czyka lub dowolnym innym sygnalem. Urzadzenie posiada lacznik, który jest zwierany w momencie punktu koncowego miareczkowania, przez co wy¬ woluje impuls, który moze byc wykorzystany np. do samoczynnego zamykania biuret, dzieki cze¬ mu moze byc w pelni zautomatyzowane.Na zalaczonym rysunku Ei, Et oznaczaja zaciski elektrod pomiarowych, polaczonych kondensato¬ rem Ct, które powoduja przy osiagnieciu punktu równowagi w roztworze powstanie* bodzca, powo¬ dujacego zadzialanie urzadzen sygnalizacyjnych, jak np. zaplonienia neonówki N, zadzialanie brze- czyka D oraz ewentualnie urzadzen sterujacych polaczonych z zaciskami S.Schemat polaczen urzadzenia wedlug wynalazku przewiduje zasilanie pradem stalym ukladu po¬ miarowego i sterujacego, przy czym urzadzenia sygnalizacyjne stanowia osobny uklad polaczen sterowany najlepiej ze wzgledu na prostote kon¬ strukcji tyratronem i zasilany pradem zmiennym, odbieranym z transformatora Tt pod napieciem bez¬ piecznym 24 V. Uklad pomiarowy i sterujacy jest zasilany pradem z sieci poprzez transformator Ti, prostowany lampa prostownicza Li, której prad katodowy jest wzmacniany za pomoca wzmacnia¬ cza pradu stalego Lt, w postaci podwójnej triody.Siatki tej triody sa polaczone jedna z ukladem pomiarowym elektrod, druga zas z punktem zero¬ wym czyli ziemia, zas w obwodach anodowych lampy Lt znajduja sie opory Rt, Rz polaczone rów¬ nolegle i szeregowo poprzez potencjometr Pi, do którego doprowadzany jest staly prad katodowy.Sam uklad pomiarowy £1, Et jest zasilany pradem z ogniwa np. ogniwa suchego OSi, przy czym w ob¬ wodzie tym znajduje sie przelacznik opdrów sze¬ regowo polaczonych, które mozna stopniowo wla¬ czac w celu odpowiedniego dobrania oporu wzgle¬ dem wewnetrznego cjporu naczynka pomiarowego, co stwierdza sie od razu empirycznie przy zdejmo¬ waniu krzywej miareczkowania. Obwód z elektro¬ dami pomiarowymi i oporami jest zasilany ogni¬ wem suchym OSi i napiecie kompensuje sie za po¬ moca suchego ogniwa OSt i potencjometru Pt.Obwód OSt — Pt jest polaczony poprzez mase z katoda lampy wzmacniajacej Lt. Z przewodów anodowych lampy Lt odprowadza sie jedno odga¬ lezienie na tyratron Lt sterujacy urzadzenia sygna¬ lizacyjne i ewentualnie obwód sterujacy autcmat^ miareczkujacy. Z równoleglego zas obwodu ano¬ dowego lampy Lt odprowadza sie napiecie na po¬ tencjometr Pt polaczony poprzez opór Rit z kato¬ da tyratrctiu Lt. Tyratron Lt jest wlaczony celowo w obwód pradu zmiennego zasilany z transfoma- tora Ti, najlepiej o bezpiecznym napieciu 24 V.Tyratron La powoduje zadzialanie przelacznika P, wlaczajacego równoczesnie sygnal optyczny, np. neonówke N akustyczny, np. brzeczyk D, oraz po¬ wodujacy pojawienie sie impulsu na koncówkach S, które mctma przylaczyc do urzadzen sterujacych biuretami.Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku objasnia nizej przytoczony przyklad miareczkowania.Przyklad. W celu zmiareczkowania roztworu zawierajacego nadmiar jodu do odliczonej obje¬ tosci roztworu w kolbce pcmiatowej, zanurza sie elektrody platynowe, które wówczas^znajduja sie w stanie zdepolaryzowanym. Przeplyw pradu przez taki uklad elektroda — roztwór — elektroda jest ulatwiony. Elektrody te podlacza sie do zacisków £1, Et urzadzenia pomiarowego.W celu zdjecia krzywej i dobrania najkorzys¬ tniejszego uwydatnienia skoku napiecia operuje sie galka rozrzadzajaca przelacznikiem Prz, która pozostawia sie nastepnie nieruchoma przez caly czas trwania serii pomiarów roztworu jodu o przy¬ blizonym lub tym samym stezeniu. Nastepnie ope¬ rujac galka Pt potencjometru, ustala sie srodek przeskoku napiecia przy równoczesnym wkraplaniu roztworu tiosiarczanu, gdzie przy niewielkim prze¬ kroczeniu punktu koncowego miareczkowania, - ? -na skutek pojawienia sie lekkiego nadmiaru tio¬ siarczanu, nastepuje nagle spolaryzowanie elek¬ trod, a w zwiazku z tym utrudnienie' przeplywu pradu, odznaczajace sie charakterystycznym sko¬ kiem napiecia.Z chwila powstania równowagi w roztworze wskutek wkraplania roztworu mianujacego, naste¬ puje nagle zaplonienie neonówki oraz zabrzeczenie brzeczyka^ przy czym impuls moze spowodowac zadzialanie dodatkowych urzadzen sterujacych, po¬ wodujacych natychmiastowe wstrzymanie dalszego wkraplania roztworu mianujacego.Sposób miareczkowania wedlug wynalazku moze miec zastosowanie nie tylko w jodometrze ale rów¬ niez do oznaczania innych roztworów, np. do ozna¬ czania chlorków, oznaczania zawartosci wody w rozpuszczalnikach, zawartosci fenolu itp. analiz ilosciowych.Wedlug wynalazku cale urzadzenie mogloby byc zasilane pradem stalym z transformatora Ti, przy czym nalezaloby w tym przypadku w miejsce ba¬ terii doprowadzac prad staly ustabilizowany za po¬ moca dowolnego stabilizatora.Uklad polaczen wedlug wynalazku jest najko¬ rzystniejszym do tego rodzaju urzadzen, lecz moz¬ na zamiast tyratronu Ls i zasilania ukladu sygna¬ lizacyjnego pradem zmiennym zastosowac równiez dowolny inny uklad elektronowy, powodujacy za¬ dzialanie sygnalu przy sterowaniu ukladem ozna¬ czajacym Ei, Et Lt wedlug wynalazku. Szczególnie korzystne, ze wzgledu na nadzwyczajna prostote konstrukcji aparatury, jest jednak stosowanie od¬ dzielnego ukladu sygnalizacyjnego zasilanego pra¬ dem zmiennym, któ/ry powoduje przy zadzialaniu tyratronu L* samoczynne jego wygasniecie, a tym samym automatyczne wprowadzenie tyratronu w stan gotowy do ponownego zadzialania. PL