Способ индикации точки эквивалентности в кулонометрическом анализе

 

ОП ИСАЙКИ

Союз Советских

Социалистических

Респубянн

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22)Заявлено 30.04.80 (21) 2918764/18-25 с присоединением заявки М 2944005/18 25 (23)Приоритет

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень М 21 (5!)М. Кд.

G 01 Й 27/44

Экудерстеенаб1 кеинтет

CCCP ве делен неебретеннй н етхрытнй (53) УЛ,К 543.258 (088. 8) Дата опубликования описания 07.06 .82 (72) Авторы изобретения

В.М.Ефремов и Е.Н.Семенов (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ Т04КИ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ

8 КУЛОНОМЕТРИЧЕСКОН АНАЛИЗЕ

Изобретение относится к аналитйческому приборостроению, а точнее к технике инструментального установления точки эквивалентности в титриметрических и кулонометрических методах анализа, используемых в аналитической химии, например, в кулонометрическом титровании.

Известен высокочувствительный потенциометрический способ индикации точки эквивалентности с использовато нием одного индикаторного электро" да 1).

Одна ко данный способ не обладает достаточной точностью при больших

1S концентрациях титрующего раствора.

Известен способ индикации точки эквивалентности в кулонометрическом анализе среды с использованием электродной системы с поляризующииися анодными и катодными электродамй, заключающийся в поляризации электродов током, измерении возникающего при этом, в электродной системе напряжения и определении момента наступления точки эквивалентности (2j.

Существенным недостатком известного способа индикации является ограниченная точность отсчета времени титрования ввиду того, что его находят или графически, или визуально, с по мощью секундомера. Для автоматизации, с целью уменьшения погрешности отсчета времени титрования, требуется применение сложных электронных устройств.

Цель изобретения -. повышение точ-. ности определения точки эквивалентности в кулонометрическом анализе.

Поставленная цель достигается тем, что в способе индикации точки эквивалентности в кулонаметрическом анализе среды с использованием электродной системы с поляризующимися анодным и катодным электродами, заключаю= щемся в поляризации электродов током, измерении возникающего при этом в электродной системе напряжения и опрелелении момента наступления точ4343

50 ет. При неравных значениях емкостей

3 93 ки эквивалентности (т.э.), измерение напряжения между электродами производят путем введения а в анализируемую среду неполяризующегося электро" да, потенциал которого соответствует равновесному потенциалу этой среды, и регистрации величин поляризации анода и катода, а точку эквивалентности определяют в момент равенства величин поляризации, На фиг. 1 и 2 изображено устройство для работы на постоянном токе, на фиг. 3 - доля работы на переменном токе.

В емкость 1 с титруемым роствором помещена электродная система с индикаторными электродами 2 - 4. Электроды 2 и 4 являются анодным и катодным поляризирующимся электродами.

Устройство содержит источник тока, выполненный в виде батареи 5, соединенной с электродами через резисторы 6 и 7, в случае подачи на электродную систему постоянного тока либо источника синусоидального тока, состоящего из трансформатора 8, соединенного с электродами через емкость 9 и 10. Поляризованные электроды 2 и 4 соединены через равные по величине высокоомные резисторы 11 и 12, к точке их соединения и к непЬляризуемому электроду 3 подключен измерительный прибор 13.

При измерениях на переменном токе измерительный прибор шунтируется емкостью 14.

Работа устройства по предлагаемому способу происходит следующим ббразом.

Подают поляризующий ток на электроды. Измеряют напряжение на измерительном приборе 13. Это напряжение зависит от соотношения в титруемой системе количества окислителя и восстановителя. При равенстве анодной и катодной поляризации напряжение на измерительном приборе становится равным нулю, что соответствует,точке эквивалентности. При дальнейшем изменении соотношения окислителя и восстановителя в титруемой системе напряжение на измерительном приборе меняет свой знак. Возможность нахождения точки эквивалентности в момент перемены знака напряжения обусловлена тем, что потенциал неполяризующегося электрода соответствует равновесному потенциалу среды, 5

fO

25 зв

35 в которую помещена электродная система.

Пример.Проводят кулонометрическое титрование ионов Fe (И ) электрогенерированным ионами Се (1У).

Титрование проводится в обычной кулонометрической ячейке, содержащей два поляризующихся от источника постоянного тока электрода, ток равен

4 ма. фоновый электролит содержит

0,02 И Се (III) s 0,5 М H SO .

Первая точка эквивалентности соответствует окончанию титрования

Си (1) и началу титрования Fe (П ).

Вторая точка эквивалентности соответствует окончанию титрования

Fe (И ) и началу накопления избытка Се (Ф) в растворе.

При использовании индикаторных электродов синусоидального тока анод и катод меняются местами с частотой поляризующего тока.

Способ осуществляется путем титрования Fe (П ) ионами Се (1У) .

Ввиду того, что проводится последовательное титрование Си (1) и

Fe (II ), имеется также две точки эквивалентности, первая из которых соответствует окончанию титрования

Си (1) и началу титрования Fe (II ), вторая " окончанию титрования Fe (И) и появлению избытка Се (1У).

При изменении направления поляризующего тока на противоположное в следующем его полупериоде анод становится катодом, а катод 2 — анодом.

Ввиду того, что в этот момент титрования поляризации не равны, величина и .полярность напряжения на емкости 14 остаются прежними. Знак и величина напряжения на емкости 14 не зависит от направления поляризующего тока, а зависит только от соотношения величин поляризаций.

При равенстве веЛичин емкостей двойных электрических слоев анода и катода в т.э. происходит взаимная компенСация зарядного тока, и в цепи емкости 14 переменный ток отсутствудвойных электрических слоев анода и катода в процессе титрования в цепи емкости 14 протекает небольшой синусоидальный ток, но так как измеряемая постоянная составляющая напряжения, обусловленная электродными процессами, снимается с емкости 14, а емкость является шунтирующим элеменS

Формула изобретения

5 9343 том дпя переменной составляющей, последняя не попадает в измерительную цепь.

Точки эквивалентности строго фиксированы при значении измеряемого напряжения равном нулю. В связи с этим способ позволяет уменьшить погревность регистрации т.э.

В результате проведенной серии экспериментов с использованием пред- 1в лагаемого способа получена погрешность метода анализа, характеризуемая относительным средним квадратическим отклонением, равная 0,23. Следует заметить, что используя более точную .аппаратуру и подбирая лучшие условия для окислительно-восстановительных процессов, можно получить более существенное уменьшение погрешности. Время показаний определяют по 2о разности показаний электрохронографа, включающегося в начале и конце титрования железа (т.е. в первой и второй точках эквивалентности) по схеме, описанной в материалах заявки. Все 2s опыты проводятся при комнатной температуре.

Способ индикации т.э. может быть применен не только для кулонометрического, но и для любого другого окислит ель но-восстановит ел ьно го титрования. В этом случае точность метода анализа можно повысить путем автоматизации отсчета времени титрования при подаче титрующего раст43 6 вор а с постоянной с корост ью или прекращения его подачи в точке экви" валентности °

Спос б индикации точки эквивалентности в кулонометрическом анализе среды с использованием электродной системы с поляризующимися анодным и катодным электродами, заключающийся в поляризации электродов током, измерении возникающего при этом в электродной системе напряжения и определении момента наступления точки эквивалентности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, измерение напряжения между электродами производят путем введения в анализируемую среду неполяризующегося электрода, потенциал которого соответствует равновесному потенциалу этой среды, и регистрации величин поляризации анода и катода, а точку эквивалентности определяют в момент равенства величин поляризаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Шарло Г. Методы аналитической химии. Л., "Химия", 1966, с.381. .2. Шарло Г. Иетоды аналитической химии. Л., "Химия" 1966, с. 390391 (прототип).

934343

Фиг. Р

4Ь».

Составитель Г.боровик

Редактор А.фролова Техред Т. Иаточка Корректор Н. Стец

Заказ 3925/38, Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул. Проектная, 4