Многоточечная градуировка иономера

При измерении показателя активности ионов в широком диапазоне (если область измерения близка к пределу диапазона измерения электродной системы) возможны значительные погрешности из-за отклонения линейности ионной характеристики. Для уменьшения погрешности при таких измерениях в иономере И-160МИ предусмотрена возможность т. н. «многоточечной» градуировки.

Градуировку прибора проводится по 3 - 5 градуировочным растворам. При проведении многоточечной градуировки прибором производится запоминание значений градуировочных растворов и величин потенциалов электродной системы в этих растворах. В процессе градуировки прибор производит расчет крутизны электродной системы на каждом из отрезков характеристики, ограниченных применяемыми градуировочными растворами с учетом их температуры и координаты изопотенциальной точки Ei (если измерения производятся электродами, которые имеют нормированные значения координат изопотенциальной точки). Значение координаты изопотенциальной точки рХi при этом принимается такой, которая приводятся в эксплуатационной документации применяемого измерительного электрода.

На рисунке 1 приведен пример измерений прибором при градуировке по четырем растворам A, B, C и D, в случае если измерения производятся электродами, которые имеют нормированные значения координат изопотенциальной точки.

Расчет крутизны применяемой электродной системы на диапазоне измерения A - B рассчитывается по формуле 1.

St(A-B) = (E(At) - E(Bt) / (pX(A) - pX(B)) (1)

Расчет крутизны применяемой электродной системы на диапазоне измерения В - С рассчитывается по формуле 2.

St(B-C) = (E(Bt) - E(Ct) / (pX(B) - pX(C)) (2)

Расчет крутизны применяемой электродной системы на диапазоне измерения С - D рассчитывается по формуле 3.

St(C-D) = (E(Ct) - E(Dt) / (pX(C) - pX(D)) (3)

Расчет координаты изопотенциальной точки Ei производится следующим образом:

• прибор анализирует применяемые градуировочные растворы и выбирает отрезок градуировочного графика включающий точку pXi или отрезок наиболее близкий к значению pXi.
• рассчитывается значение Ei по формуле 4.

Ei = St(В-С) ▪ (рХi - рХ(С)) + Е(Сt) (4)

St(В-С) - крутизна на отрезке, включающем точку рХi или отрезке, наиболее близком к значению рХi.

рХ(С) - значение градуировочного раствора, наиболее близкого к значению рХi.

Процесс измерения в этом случае также предполагает анализ полученных результатов измерения и последовательное построение градуировочного графика с учетом текущей температуры раствора.

Результаты измерения определяются формуле 5.

рХ(Хt) = рХi + (Е(Хt) - Ei) / St(В-С) (5)

St(В-С) - (крутизна на отрезке, включающем точку рХi или отрезке, наиболее близком к значению рХi) пересчитывается для температуры анализируемого раствора.

В зависимости от полученного результата могут быть следующие варианты дальнейшего алгоритма работы прибора:

1. Полученный по формуле 5 результат более рХ(С), но менее рХ(В). В этом случае прибор фиксирует полученный результат и индицирует его на дисплее.

2. Результат измерения более рХ(В). В этом случае производится по­строение отрезка градуировочного графика А - В. Для этого требуется определить координаты точки Вt. Расчет координаты Е(Вt) производится исходя из того, что эта же точка входит в состав отрезка В - С.

Потенциал электродной системы в точке В рассчитывается по формуле 6.

Е(Вt) = Ei + St(В-С) (рХ(В) - рХi) (6)

Здесь St(B-C) пересчитывается с учетом температуры анализируемого раствора.

Далее прибор фиксирует и индицирует на дисплее значение рХ, рассчитанное по формуле 7.

рХ(Хt) = рХ(В) + (E(Хt) - Е(Вt)) / St(А-В) (7)

При этом Е(Вt) рассчитывается по формуле 6, St(А-В) пересчитывается с учетом температуры анализируемого раствора.

3. Результат измерения менее рХ(C). В этом случае производится построение отрезка градуировочного графика C - D. Для этого определяются координаты точки отрезка Сt. Расчет координаты Е(Сt) производится аналогично:

Е(Сt) = Ei + St(В-С) (рХ(С) - рХi) (8)

В формуле 8 St(B-C) пересчитывается с учетом температуры анализируемого раствора.

В этом случае прибор фиксирует и индицирует на дисплее значение рХ, рассчитанное по формуле 9.

pX(Xt) = pX(С) + (E(Хt) - Е(Ct)) / St(C-D) (9)

При этом E(Ct) рассчитывается по формуле 8, St(C-D) пересчитывается с учетом температуры анализируемого раствора.

При использовании для градуировки пяти растворов построение градуировочного графика проводится аналогично.

Т. о. измерение после проведения «многоточечной» градуировки представляет собой последовательное построение градуировочного графика с использованием координат предыдущего отрезка для расчета начальной точки последующего.

При градуировке для измерений электродами с ненормированными ко­ординатами изопотенциальной точки значение Ei по формуле (1) не вычисляется. Вместо Ei и pXi при вычислениях используются значения E(At) и pX(A)соответственно. Температура на всех этапах расчета принимается одинаковой и равной температуре градуировочных растворов.

Градуировка в единицах измерения концентрации производится аналогично с пересчетом в значения показателя активности. При измерении результаты снова пересчитываются в единицы измерения концентрации ионов.