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一、儀器基本結(jié)構(gòu)
電位滴定儀的儀器設(shè)備,有的很簡單,有的比較復(fù)雜;可以自行組裝,也有成套的商品儀器。在商品儀器中,有手動(dòng)電位滴定儀和自動(dòng)電位滴定儀。自動(dòng)電位滴定儀是由計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)化儀器。
手動(dòng)電位滴定基本儀器裝置
裝置中電位滴定池是一只燒杯,杯中放攪拌子和試液,燒杯放在電磁攪拌器上,試液中插有指示電極和參比電極。參比電極多用飽和甘汞電極,指示電極則應(yīng)根據(jù)實(shí)際樣品來選擇。燒杯上方有一根滴定分析用滴定管(根據(jù)需要或選擇常量的,或選擇微量的)。用于測量兩極電位差的儀器是高阻抗毫伏計(jì),或用pH計(jì),或用離子計(jì)均可。
2.自動(dòng)電位滴定儀
自動(dòng)電位滴定儀是由計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)化儀器,它至少包括兩個(gè)單元,即更換樣品系統(tǒng)和測量系統(tǒng),測量系統(tǒng)中有自動(dòng)加試劑部分以及數(shù)據(jù)處理部分。
二、電位滴定儀工作原理和終點(diǎn)確定
1.電位滴定儀工作原理
在滴定過程中,隨著滴定劑的加入,由于待測離子與滴定劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),待測離子濃度不斷變化,造成指示電極電位也相應(yīng)發(fā)生變化。
在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近,待測離子活度發(fā)生突變,指示電極的電位也相應(yīng)發(fā)生突變。因此,通過測量滴定過程中電池電動(dòng)勢(shì)的變化,可以確定滴定終點(diǎn)。*后根據(jù)滴定劑濃度和終點(diǎn)時(shí)滴定劑消耗體積計(jì)算試液中待測組分含量。
2.電位滴定儀確定滴定終點(diǎn)的方法
(1)手動(dòng)電位滴定儀終點(diǎn)的確定進(jìn)行手動(dòng)電位滴定時(shí),先要稱取一定量試樣并將其制備成試液。然后選擇一對(duì)合適的電極,經(jīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后,浸入待測試液中,并連接組裝好裝置。開動(dòng)電磁攪拌器和毫伏計(jì),先讀取滴定前試液的電位值(讀數(shù)前要關(guān)閉攪拌器),然后開始滴定。滴定過程中,每加一次一定量的滴定溶液就應(yīng)測量一次電動(dòng)勢(shì)(或pH),滴定剛開始時(shí)速度可快些,測量間隔可大些(如可每滴加5mL標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液測量一次),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴入約為所需滴定體積的90%時(shí),測量間隔要小些。滴定進(jìn)行至近化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后時(shí),應(yīng)每滴加0.1mL標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液測量一次電池電動(dòng)勢(shì)(或pH),直至電動(dòng)勢(shì)變化不大為止。記錄每次滴加標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液后滴定管讀數(shù)及測得的電動(dòng)勢(shì)(或pH)根據(jù)所測得的一系列電動(dòng)勢(shì)(或pH)以及滴定消耗的體積用EV曲線法或二階微商法確定滴定終點(diǎn)。
(2)自動(dòng)電位滴定儀終點(diǎn)的確定自動(dòng)電位滴定儀確定終點(diǎn)的方式通常有三種。
①保持滴定速度恒定,自動(dòng)記錄完整的EV滴定曲線,然后再確定終點(diǎn)(確定終點(diǎn)的方法可參閱《儀器分析》教材)。
②將滴定池兩電極間電位差同預(yù)設(shè)置的某一終點(diǎn)電位差相比較,兩信號(hào)差值經(jīng)放大后用來控制滴定速度。近終點(diǎn)時(shí)滴定速度降低,終點(diǎn)時(shí)自動(dòng)停止滴定,*后由滴定管讀取終點(diǎn)滴定劑消耗體積。
③基于在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),滴定池兩電極間電位差的二階微分值由大降至*小,從而啟動(dòng)繼電器,并通過電磁閥將滴定管的滴定通路關(guān)閉,再從滴定管上讀出滴定終點(diǎn)時(shí)滴定劑消耗體積。這種儀器不需要預(yù)先設(shè)定終點(diǎn)電位就可以進(jìn)行滴定,自動(dòng)化程度高。
三、常用儀器型號(hào)和特點(diǎn)
表列出目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用電位滴定分析儀生產(chǎn)廠家、型號(hào)、性能與主要技術(shù)指標(biāo),以供參考。
型號(hào) | 主要性能和特點(diǎn) | 主要技術(shù)參數(shù) |
ZD-2型自動(dòng)電位滴定儀 |
儀器選用于實(shí)驗(yàn)室滴定分析,也可用單獨(dú)用作pH計(jì)或高阻mV計(jì)使用儀器可按設(shè)定電位控制滴定終點(diǎn);可進(jìn)行預(yù)控制電位(或pH)調(diào)節(jié);儀器可作手動(dòng)、自動(dòng)、恒pH(電位)滴定;設(shè)有滴定終點(diǎn)的延遲電路;儀器由電磁閥控制液滴 |
儀器級(jí)別為0.5級(jí);pH測量范圍為(0.00~14.00)pH;mV測量范圍為(-1400~1400)mV;pH分辨率為0.01pH;mV值分辨率為1mV;pH基本誤差為0.03pH±1個(gè)字;mV值基本誤差為5mV±1個(gè)字;輸入阻抗為3×1011Ω;穩(wěn)定性為0.01pH/3h;儀器滴定分析重復(fù)性誤差為0.2% |
ZDJ-5型自動(dòng)電位滴定儀 | ZDJ-5是一種精度較高的實(shí)驗(yàn)室儀器;儀器采用模塊化設(shè)計(jì),由滴定裝置、控制裝置和測量裝置(包括電位測量、電導(dǎo)測量、永停滴定三種)三部分組成。儀器有預(yù)滴定、預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定、空白滴定或手動(dòng)滴定等功能,可自行生成專用滴定模式,擴(kuò)大了儀器使用范圍。當(dāng)?shù)味▋x的控制裝置用計(jì)算機(jī)代替時(shí),可在計(jì)算機(jī)虛擬滴定儀操作界面上進(jìn)行各種滴定分析。在線顯示滴定曲線和測量數(shù)據(jù)。并可進(jìn)行滴定方法編輯管理、滴定結(jié)果計(jì)算公式編輯、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)等功能 | pH測量范圍為(0.00~14.00)pH;mV測量范圍為(-1999.0~1999.0)mV;溫度測量范圍為(-5.0~-105)℃;pH分辨率為0.01pH;mV值分辨率為0.1mV;溫度值分辨率為0.1℃;pH基本誤差為0.01pH±1個(gè)字;mV值基本誤差為0.03%滿度;溫度值為0.3℃±1個(gè)字;控制滴定靈敏度為±2mV |
ZDJ-4型自動(dòng)電位滴定儀 | 儀器采用液晶顯示屏,中文操作界面,能顯示有關(guān)測試參數(shù)和測量結(jié)果;儀器具預(yù)滴定、預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定、空白滴定或手動(dòng)滴定功能,且可根據(jù)操作者習(xí)慣生成專用滴定模式;選用不同的電極可進(jìn)行酸堿滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定、絡(luò)合滴定、非水滴定等多種滴定及pH測量;儀器可連接打印機(jī)打印測試數(shù)據(jù)、滴定曲線和計(jì)算結(jié)果,使用滴定專用軟件可與計(jì)算機(jī)通信,可在計(jì)算機(jī)上即時(shí)顯示;另可對(duì)滴定模式進(jìn)行編輯和修改,實(shí)現(xiàn)遙控操作,并進(jìn)行多種統(tǒng)計(jì)結(jié)果的計(jì)算 |
儀器級(jí)別為0.05級(jí);pH測量范圍為(0.00~14.00)pH;mV測量范圍為(-1800~1800)mV;溫度測量范圍為(-5.0~-105)℃;pH分辨率為0.01pH;mV分辨率為0.1mV;溫度值分辨率為0.1℃;pH基本誤差為0.01pH±1個(gè)字;mV值基本誤差為0.03%FS;溫度值為±0.3℃±1個(gè)字;20mL滴定管容量允差為±0.035mL,分辨率為2/10000;10mL滴定管容量允差為±0.025mL,分辨率為1/10000;滴定管輸液或補(bǔ)液速度為(50±10)s(滴定管滿度時(shí));滴定分析重復(fù)性為0.2%;滴定控制靈敏度為士2mV |
海能T890自動(dòng)滴定儀 | 儀器采用模塊化設(shè)計(jì),由滴定裝置控制裝置和測量裝置三部分組成。儀器有預(yù)滴定、預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定、空白滴定及手動(dòng)滴定等功能可自行生成專用滴定模式;儀器采用可快捷更換的PTFE滴定管路;液路切換速度快、殘液少;儀器設(shè)有多種滴定模式供選擇;抗高氯酸腐蝕的滴定系統(tǒng)可進(jìn)行非水滴定;儀器顯示屏可實(shí)時(shí)顯示滴定曲線及其一階導(dǎo)數(shù)曲線;觸摸屏控制人機(jī)交互操作界面,可實(shí)時(shí)顯示滴定曲線及其一階導(dǎo)數(shù)曲線;配備PC軟件操作平臺(tái)可進(jìn)行圖譜對(duì)比分析;儀器具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理功能可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可溯源性,自動(dòng)記錄電極數(shù)據(jù),還設(shè)有提醒功能 |
pH測量范圍為(0.00~14.00)pH;mV測量范圍為(-1999.0~1999.0)mV;溫度測量范圍為(-5.0~105)℃;pH分辨率為0.01pH;mV值分辨率為0.1mV;溫度值分辨率為0.1℃;pH基本誤差為0.01pH±1個(gè)字;mV值基本誤差為0.03%FS;溫度值為士0.3℃±1個(gè)字;穩(wěn)定性為(±0.3mV±1個(gè)字)/3h。儀器控制滴定靈敏度為±2mV;滴定分析重復(fù)性為0.2% |
瑞士梅特勒-托利多T50全自動(dòng)電位滴定儀 |
儀器采用模塊化的設(shè)計(jì)理念,可隨意進(jìn)行功能擴(kuò)展與升級(jí),以滿足不同滴定分析需要。儀器智能化程度高,能自動(dòng)識(shí)別和智能查找電極、滴定劑和各種附件;根據(jù)型號(hào)不同,可同時(shí)連接多個(gè)滴定管和傳感器,進(jìn)行自動(dòng)多步滴定、返滴定等各種復(fù)雜滴定測試。選用不同電極還可進(jìn)行各種類型的滴定,如酸堿滴定、絡(luò)合滴定、非水滴定、氧化還原滴定,甚至卡爾·費(fèi)休水分測定、氣體水分測定等;使用 Rondo系列自動(dòng)進(jìn)樣器;滴定儀控制方式為中文彩色觸摸屏、電腦中文Labx軟件同時(shí)控制或分別控制;彩色觸摸屏分辨率為320×240像素操作界面 |
滴定管驅(qū)動(dòng)器分辨率為1/20000; 滴定管排空和充滿時(shí)間為20s (100%充液速率);mV/pH測量電 極測量范圍為±2000mV;2個(gè) mV/pH測量電極接口;1個(gè)極化電 極接口(卡爾·費(fèi)休水分滴定、永停 滴定等);1個(gè)參比電極接口;1個(gè) PT1000溫度電極接口;1個(gè)電導(dǎo)率 電極/NTC電極接口 |