Автоматизация калибровки ионоселективных электродов

Только тот, кто занимался эксплуатацией ионоселективных электродов, для целей контроля технологических производственных процессов, знает, как тяжела процедура калибровки. Неудобства состоят в том, что нужно быть либо в бегах между заводской лабораторией и цехом, либо организовывать рабочее место химика-аналитика прямо в цехе. Часто бывает так, что единственно возможным вариантом остается работа в бегах. В такие минуты возникает горячее желание автоматизировать процесс калибровки.

Когда ставится задача автоматизации калибровки электродов, то первое, что приходит в голову - это технологическая схема, где фигурирует насос для подачи калибровочных растворов, 2-х или 3-х ходовой кран, несколько резервуаров для стандартных растворов. Такая картина выглядит несколько мрачновато для человека, который рассчитывает автоматизировать процесс калибровки, как можно дешевле.

Не буду скрывать, что автоматизировать калибровку можно иным способом, затрачивая технических и финансовых средств намного меньше.

Представим себе конструкцию ионометрической ячейки, которая не отличается оригинальностью (см. рис.1). В резервуар, в который помещены пара электродов 1, поступает жидкость через отверстие 2, перемешивается мешалкой 3 и истекает через отверстие 4. Расположение отверстий таково, что жидкость в резервуаре находится постоянно на одном уровне. Как было отмечено выше, такая конструкция используется довольно часть для измерений в проточных условиях. Новизна состоит не в конструкции ячейки, а в способе, которым производится калибровка.

В ячейку заливается стандартный раствор, который затем непрерывно разбавляется фоновым раствором. Поскольку в ячейке находится мешалка, то концентрация определяемого иона со временем будет изменяться следующим образом:

C(t)=Cст exp(-V t / W),

где V - объемная скорость подачи фонового раствора;

W - объем жидкости в ячейке;

Cст - начальная концентрация анализируемого иона в ячейке;

t - время.

Если принять во внимание закон Нернста, то в идеальном случае, т.е. при линейной калибровке, изменение потенциала электрода со временем будет описываться следующей закономерностью:

E(t) = Eст - V S t/ (W 2,3),

где Eст - значение потенциала в растворе с концентрацией Cст ;

S - наклон электродной функции электрода.

Иными словами, зависимость разности потенциалов электродов от времени разбавления носит ярко выраженный линейный характер.

Однако перед тем как бросить все и заняться воплощением этой идеи, следует выяснить, какой должна быть скорость разбавления исходного раствора. Скорость не должна быть высокой, так как это приведет к большой систематической погрешности измерения потенциала из-за условий, далеких от равновесных. Низкая скорость тоже нежелательна, так как излишне растягивает процесс калибровки во времени. Необходим оптимум! Без сомнения лучшим выходом из положения является эксперимент, поскольку для каждого типа электродов скорость установления потенциала, близкому к равновесному, будет своя.

Другое по теме

Начала кондуктометрии
Кондуктометрия занимается изучением электропроводности растворов. В этой области электрохимии принято оперировать 2-мя характерными величинами: удельной электропроводностью (k - каппа) и эквивалентной электропроводностью (l ). Поясним физический смысл этих величин. Удельной электропроводностью называется электропро ...

Основные направления (тенденции) современной радиотехники проникновение идей радиотехники в медицину
Не так давно исполнилось 100 лет со дня первого в мире применения электромагнитных волн в практических целях. 6 февраля 1900 года русский физик, изобретатель радио Александр Попов, узнав о несчастье - 27 рыбаков было унесено в Балтийское море на оторванной льдине, - дал на 50-километровое расстояние радиодепешу на остр ...