Приборы для измерения параметров воды
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
РЕФЕРАТ
по Аналитической химии
на тему:
Методы и приборы для измерения свойств воды
Оглавление
Введение.3
1.Понятие потенциометрического титрования4
2. Принцип работы pH-метра5
2.1 Пример измерений6
2.2 Использование различных электродов6
2.3 Принцип работы дифференциального (автоматического) титрометра7
3. Основные параметры серийно выпускаемых pH-метров9
3.1 Обзор серийно выпускаемых pH-метров и их характеристик;9
Список использованной литературы.13
Введение
потенциометрическое титрование вода электрод
В аналитической химии для определения параметров и свойств растворов широко используются потенциометрический метод, основанный на измерении ЭДС обратимых гальванических элементов. Важно заметить, что раздел потенциометрия состоит из двух больших равноправных разделов - ионометрия и редоксометрия (от англ. Redox - окислительно-восстановительный потенциал). Соответственно разнятся и принципы работы приборов, и измеряемые параметры, однако, на современном этапе развития промышленности возможно изготовление устройств сочетающих в себе оба этих метода.
Потенциометрическое титрование широко используется в лабораторной практике, оно применяется в тех случаях, когда надо провести экспресс-анализ вещества, а необходимых реактивов и оборудования нет или оно недоступно в данное время. Более того, с использованием электронных приборов стало возможным получение более точных результатов, с трудом достижимых с использованием классических методов. Создание новых моделей рН-метров, более компактных, надежных и удобных, только повышает востребованность данного метода измерений.
Потенциометрическое титрование позволяет решать как аналитические задачи - определение концентрации веществ, так и физико-химические - определение произведений растворимости, константу устойчивости, степени диссоциации.
1.Понятие потенциометрического титрования
Потенциометрический метод - это метод качественного и количественного анализа, основанный на измерении потенциалов, возникающих между испытуемым раствором и погруженным в него электродом. Данный метод рекомендуется для проведения анализов окрашенных растворов или малых концентраций веществ, для количественного анализа некоторых препаратов. Используя потенциометрическое титрование, можно более объективно устанавливать точку эквивалентности, поэтому метод находит широкое практическое применение, особенно в заводских лабораториях и экспресс-анализе. Помимо аналитических целей метод может быть использован для изучения кинетики химических процессов.
Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается, конечно, лишь тогда когда хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса. Так, например, титрование по методу кислотно-основного взаимодействия может быть выполнено со стеклянным электродом. Определение хлорида - с хлорсеребряным и т.д. Так же, как и в других титриметрических методах, реакции потенциометрического титрования должны протекать строго стехиометрически, иметь высокую скорость и идти до конца.
2. Принцип работы pH-метра
Действие pH-метра основано на измерении величины ЭДС электродной системы, показатели которой пропорциональны активности ионов водорода в растворе - pH (его водородному показателю). Измерительная схема по сути своей представляет собой не более чем получение и использование показаний вольтметра, преобразованных в иные эквивалентные - в данном случае, выраженные в единицах pH, а не в вольтах.
Схема проста: pH-метр обычно состоит из операционных усилителей обращения конфигурации, дающих напряжение в цепи около 17 в. Входное сопротивление прибора должно быть очень высоким - примерно от 20 до 1000 МОм, что обусловлено высоким сопротивлением зонда - стеклянного электрода, являющегося наиболее ответственным и важным элементом всех pH-метров. Инвертирующий датчик-усилитель преобразует малое напряжение зонда (0,059 вольт / pH) пропорционально единицам pH, которые затем вновь преобразуются до необходимого напряжения для активизации вольтметра, отображающего показания на шкале pH. Эти методические и схемотехнические приемы дают возможность проводить измерения ЭДС с высокой точностью вне зависимости от влияния внешних электростатических и электромагнитных помех, при любых, даже очень малых, значениях удельной электропроводности (УЭП) среды, вплоть до теоретически чистой воды. Для контроля и настройки режимов pH-метра используется пульт, соединённый с блоком электронного преобразования.
2.1 Пример измерений
)При нейтральном pH (pH = 7) напряжение на выходе датчика равно 0 вольт.
* 17 + 7 = 7.
)При основном pH, напряжение на выходе датчика варьируется от 0 до 0,41 вольт (7 * 0,059 = 0,41).
Например, приpH = 10 (на 3 ед. выше нейтрального):
* 0,059 = 0,18 вольт, выход усилителя - 0,18 * 17 + 7 = 10.
)При кислотном pH, напряжение на выходе датчика колеблется от ?0,41 вольт до ?0.
Так, например,pH 4 (3 ед. ниже нейтрального):
?3 * 0,059 =