Реализация методов добавок на иономере И-160МИ

Методы стандартных добавок основаны на определении исходной кон­центрации точно отмеренного количества анализируемого раствора путем измерения ЭДС электродной системы в нем до, и после смешивания с точно отмеренным количеством стандартного раствора известного состава.

Если колебание ионной силы в анализируемых пробах непредсказуемо, то измерение концентрации ионов методом прямой потенциометрии дает большие ошибки измерения. Кроме того, есть категория электродов, использование которых проблематично из-за дрейфа ЭДС. Поскольку в большинстве случаев умеренный дрейф ЭДС мало сказывается на наклоне градуировочной функции, то получение результатов методами добавок существенно упрощает процедуру анализа и существенно снижает погрешность измерений.

Кроме того, при измерении методом добавок, при котором содержание определяемых ионов после добавок уменьшается, можно измерять концентрацию ионов, для которых нет ионоселективного электрода или его характеристики ниже требуемых.

Таким образом, применение методов добавок целесообразно при:

• временной нестабильности используемых электродов;
• наличии в исследуемой пробе ионов в закомплексованной форме;
• отсутствие требуемого электрода для измерения концентрации ана­лизируемых ионов.

Иономер лабораторный И-160МИ позволяет проводить измерение концентрации ионов в пробе следующими методами стандартных добавок:

• метод добавки к пробе стандартного раствора;
• метод добавки к стандартному раствору пробы;
• метод добавки к пробе стандартного раствора с уменьшением со­держания определяемого иона;
• метод добавки к стандартному раствору пробы с уменьшением со­держания в растворе определяемого электродной системой иона;
• метод двойной градуировки

Порядок измерения концентрации ионов в пробе методами стандартных добавок

Для всех методов добавок необходимо выполнение следующих условий:

• температура пробы, градуировочных и стандартных растворов должна отличаться не более чем на 1,5 °С. Поэтому если на любом этапе измерения превышена допустимая разница температур растворов на дис­плее появляется сообщение: «∆t > 1,5 °С».
• необходимо принимать меры по стабилизации ионной силы раствора в течение всех добавлений;
• если в пробе содержаться комплексообразующие вещества, надо со­хранять их избыток до конца добавлений;
• концентрация мешающих веществ не должна влиять на результаты анализа во всем диапазоне концентраций анализируемого иона;
• используемая реакция должна быть стехиометрической;
• крутизна электродной системы должна оставаться постоянной в те­чение всего процесса добавлений.

Поэтому при применении методов добавок концентрацию стандартных растворов выбирают такой, чтобы при добавлении примерно 10 мл этого раствора к кондиционируемому исследуемому раствору изменение ЭДС электродной системы достигало примерно 30 мВ для одновалентных и 10 мВ для двухвалентных ионов. Если исходят из 10 мл анализируемого раствора и разбавляют его в 10 мл раствора для кондиционирования, то стандартный раствор должен быть примерно в пять раз более концен­трируемым по сравнению с анализируемым.

Метод добавки к пробе стандартного раствора («ДОБАВКА РАСТВОРА»)

При выборе метода «ДОБАВКА РАСТВОРА» в анализируемую пробу известного объема делается добавка известного объема раствора с из­вестной концентрацией того же анализируемого иона.

Метод позволяет измерять концентрацию ионов, связанных в комплекс. Присутствие в анализируемой пробе ионов, связанных в комплексное со­единение, легко обнаруживается по несоответствию данных анализа, по­лученных при прямом потенциометрическом определении и методе доба­вок.

Метод добавки к стандартному раствору пробы («ДОБАВКА ПРОБЫ»)

При выборе метода «ДОБАВКА ПРОБЫ» в стандартный раствор из­вестного объема с известной концентрацией анализируемого иона де­лается добавка известного объема анализируемой пробы, содержащей тот же анализируемый ион.

Преимущество этого метода состоит в том, что вместо минимального объема анализируемого раствора, в который погружается электродная система, применяют стандартный раствор. Если концентрация опреде­ляемых ионов в этом растворе в 100 раз меньше, чем ожидаемые концен­трации в растворах проб, то достаточно небольшого объема исследуемо­го раствора, чтобы вызвать оптимальное изменение ЭДС (~30 мВ для од­новалентных определяемых ионов, ~ 10 мВ для двухвалентных). Такой ме­тод может быть использован, если концентрация анализируемого иона в пробе выше верхнего предела измерения электродной системы, не проводя разбавление пробы. Кроме того, стандартный раствор одновременно име­ет высокую ионную силу, поэтому коэффициент активности из-за неболь­шой добавки анализируемого раствора едва ли изменится, и таким образом будут выполнены условия для измерения концентрации.

Метод добавки к пробе стандартного раствора с уменьшением содержания определяемого иона («ВЫЧИТАНИЕ РАСТВОРА»)

При выборе метода «ВЫЧИТАНИЕ РАСТВОРА» в анализируемую пробу известного объема делается добавка известного объема стан­дартного раствора, содержащего известную концентрацию комплексооб­разующего реагента или осаждающего вещества для ионов, содержа­щихся в пробе. При этом содержание определяемого иона в смеси уменьшается.

Такой метод может быть использован, если концентрация анализируе­мого иона в пробе близка к верхнему пределу измерения электродной сис­темы.

Метод добавки к стандартному раствору пробы с уменьшением содержания в растворе определяемого электродной системой иона («ВЫЧИТАНИЕ ПРОБЫ»)

При выборе метода «ВЫЧИТАНИЕ ПРОБЫ» в стандартный раствор известного объема, содержащий комплексообразующий реагент или осаждающее вещество для ионов, содержащихся в пробе, делается до­бавка известного объема анализируемой пробы. При этом в смеси уменьшается содержание определяемого электродной системой иона.

Преимущество этого метода состоит в том, что вместо минимального объема анализируемого раствора, в который погружается электродная система, применяют стандартный раствор. Стандартный раствор, как правило, имеет высокую ионную силу, поэтому коэффициент активности из-за небольшой добавки анализируемого раствора едва ли изменится и та­ким образом будут выполнены условия для измерения концентрации.

Такой метод может быть использован, если концентрация анализируе­мого иона в пробе выше верхнего предела измерения электродной системы, не проводя разбавление пробы.

Кроме того, так как используется электрод, чувствительный к реагенту стандартного раствора можно измерять концентрацию ионов, для ко­торых нет ионоселективного электрода или стабильность, чувствитель­ность, селективность или динамические характеристики электрода ниже требуемой.

Метод двойной градуировки («ДВОЙНАЯ ДОБАВКА»)

При выборе метода «ДВОЙНАЯ ДОБАВКА» в стандартный раствор известного объема и концентрации анализируемого иона делается до­бавка другого стандартного раствора тоже известного объема и другой известной концентрации анализируемого иона. После проведения изме­рений ЭДС электродной системы делается добавка известного объема анализируемой пробы, содержащей тот же анализируемый ион.

Преимущество этого метода состоит в том, что градуировка и анализ выполняются последовательно без вынимания электродов из раствора. В результате повышается производительность работы, и исключаются промахи, обусловленные прилипанием пузырьков воздуха на мембране элек­трода.

Однако при использовании этого метода необходимость дважды добав­лять стандартный раствор делает особенно важным выполнение всех ус­ловий измерений методами добавок. Учитывая, что метод предполагает градуировку электродной системы в относительно узкой области концен­траций, метод двойной градуировки можно использовать также в нелиней­ной области градуировочного графика. Такой метод также может быть ис­пользован, если концентрация анализируемого иона в пробе выше верхнего предела измерения электродной системы, не проводя разбавление пробы.