Статьи Методики
  Расчеты Советы Справочник История

КАК ВЫБРАТЬ ИОНОМЕР

 

1. Не обязательно покупать специализированный прибор, чтобы заняться ионометрией! Достаточно приобрести электронный вольтметр с подходящим входным сопротивлением. (О том, как сделать правильный выбор читай пункт 2.) Однако, работая с вольтметром, вы лишаетесь многих удобств, которые предоставляет специализированный прибор - иономер. Использование иономера позволяет, например, не строить на миллиметровой бумаге градуировочных графиков, так как все градуировочные характеристики, необходимые для последующих расчетов, хранятся в памяти прибора. Некоторые иономеры позволяют выводить результаты анализа разными способами исчисления концентрации, такими как в мг/л, pX, M. Из этого следует, что если появляется необходимость провести испытания какого-либо прибора, то можно воспользоваться обычным электронным вольтметром. Массовые же ионометрические анализы целесообразно производить специализированным прибором.

2. Самая важная характеристика прибора - входное сопротивление, так как она определяет точность измерения потенциала! Приближенные расчеты просты. Точность измерения потенциала испытуемого электрода зависит от входного сопротивления прибора и сопротивления электрической цепи, которую составляют индикаторный электрод, электрод сравнения и анализируемый раствор. Относительная погрешность измерения потенциала вычисляется следующим образом:


= (r /(R+r)) 100%, где

R - входное сопротивление прибора;
r - сопротивление внешней электрической цепи.

Так как сопротивление индикаторного электрода, как правило, существенно больше сопротивления электрода сравнения и сопротивления раствора, то r является сопротивлением испытуемого индикаторного электрода. Расчеты показывают, что если ориентироваться на стеклянный электрод, как самый высокоомный, то измерения с его помощью в диапазоне потенциалов 0-1000 мВ и точностью 0.1 мВ должно проводиться прибором с входным сопротивлением >1012Ом. Для справки следует упомянуть о том, что сопротивление стеклянного электрода составляет 10-100 МОм.

 

3. Не вызывает сомнения, что лучше иметь прибор с дискретность измерения потенциала 0.1 мВ, хотя реальная погрешность измерения потенциала у приборов обычно бывает выше в 2-3 раза. Выбирая такой прибор, прежде всего, достигается цель повышения точности анализа. Менее значительным, но не бесполезным, преимуществом является то, что большая дискретность позволяет более точно определить момент стабилизации потенциала для вялой динамики. Однако, не всегда выбирая прибор поточнее, можно достичь лучшей точности анализа. Например, использование точного прибора для работы в полевых условиях не приносит ощутимых выгод так, как из опыта проведения таких работ известно, что погрешность определений составляет в лучшем случае 10-20%. Эта погрешность определяется главным образом причинами, не имеющими отношения к точности электрических измерений. Таким образом, в полевых условиях возможно использование прибора с дискретностью измерений 1мВ, что экономически целесообразней, так как чем точнее прибор, тем выше его цена.

4. Некоторые иномеры предоставляют возможность работы с градуировками, состоящими из нескольких экспериментальных точек. На первый взгляд кажется, что такой прибор позволяет без особых осложнений производить измерения в области малых концентраций, где градуировка нелинейна. Опыт показывает, что это не так! Поскольку нелинейность градуировки в области малых концентраций чаще всего вызывается растворением вещества мембраны электрода, то воспроизводимость градуировки зависит от многих параметров, таких как объем анализируемого раствора, режим перемешивания раствора и тд. Бывает и так, что параметры растворения невозможно контролировать. Таким образом, измерения в области малых концентраций требуют значительных усилий. В связи с этим напрашивается вывод о том, что лучше работать в области линейности градуировки. Обобщая, можно сделать вывод о том, что градуировка по нескольким экспериментальным точкам занимает более скромное место, чем это может показаться на первый взгляд.

 

 

КАК ВЫБРАТЬ ФОТОКОЛОРИМЕТР

Первым делом, выбирая прибор, следует обратить внимание на то, как задается длина волны света, проходящего через анализируемый раствор. Существуют 2 вида приборов: одни снабжены оптическими светофильтрами, а другие - дифракционной решеткой. Приборы с дифракционной решеткой лучше, так как обеспечивают более узкий по длине волны пучок света. Преимущество состоит в том, что применение светофильтра будет приводить к меньшей величине оптической плотности, чем можно достигнуть с помощью дифракционной решетки. Потери могут составлять 50%! Кроме того, использование дифракционной решетки позволяет проводить измерения в более широком интервале длин волн (300-990 нм). Для приборов с светофильтром, вышеупомянутый интервал обычно составляет 400-750 нм. С другой стороны, приборы с светофильтром обладают одним неоспоримым преимуществом: на них ниже цена.

Конструкция кюветоприемника также может быть положена в основу классификации фотоколориметров. Колориметры различаются по количеству кювет, помещаемых в кюветоприемник. Существуют приборы, рассчитанные на одну, две, три кюветы. Самой удобной является двухкюветная система, при которой в прибор помещается одновременно 2 кюветы с анализируемым раствором и раствором сравнения. Однокюветная система неудобна, так как предполагает попеременную замену кювет с анализируемым раствором и раствором сравнения.

Следующей важной деталью в конструкции кюветоприемника является возможность измерения в кюветах, как малого, так и большого объемов. На это обязательно нужно обращать внимание, так как у производителей современных приборов есть нехорошая тенденция выпускать приборы, которые рассчитаны только на кюветы одного размера. Работать с кюветами одного размера крайне неудобно, так как у исследователя порой не бывает иного способа повысить чувствительности определения, как только использовать кювету с большей толщиной оптического слоя.

Прилагаемый к прибору комплект должен состоять из кювет с толщиной оптического слоя от 1 до 5 см. Кюветы являются клееной конструкцией, поэтому следует специально поинтересоваться тем, чем склеены кюветы. Клей должен быть устойчивым к органическим растворителям (ацетон, спирт, хлороформ, четыреххлористый углерод). Опыт работы в спектрофотометрии показывает, что обходиться без экстракционных методик, которые используют органические растворители, довольно сложно.

Признаком хорошего фотоколориметра является стабильность нуля. Если прибор позволяет работать только с одной кюветой, то нестабильность нуля будет неизбежно приводить к большим погрешностям измерений. Точность анализа в этом случае будет зависеть от скорости перестановки кювет с анализируемым раствором и раствором сравнения. Приобретая портативный прибор, работающий от аккумулятора или батарей, нужно быть готовым к тому, что стабильность нуля у такого прибора, как правило, довольно плохая!

 

 

КАК ВЫБРАТЬ КОНДУКТОМЕТР

Кондуктометр нельзя отнести к сложным приборам, выбор которых сопряжен с оценкой большого числа параметров. Важными являются только чувствительность измерений и наличие термической компенсации.

Хороший кондуктометр характеризуется чувствительностью (дискретностью) измерения в +/- 0,1 мкСм/см. Если эту величину сопоставить с концентрацией KCl, то чувствительность измерения должна быть примерно равна 10-7 М. Такая чувствительность делает прибор универсальным, поскольку позволяет проводить не только прямые кондуктометрические измерения, но и применять прибор в кондуктометрическом титровании.

Все кондуктометры делятся на три группы:

  • не имеющие термической компенсации;
  • имеющие термокомпенсацию в 2% на градус;
  • обладающие возможностью произвольного выбора термического коэффициента.

Безусловно, преимущество в выборе обладают приборы второго и третьего типа, так как температура существенно сказывается на величине измеряемой удельной электропроводности. Однако не нужно обольщаться возможностями термокомпенсации. Слишком большое отклонение температуры анализируемого раствора от нормальной не может быть корректировано с удовлетворительной точностью. Речь может идти о компенсации влияния одного или двух десятков градусов.

Если есть возможность пробрести прибор третьего типа, то лучше, не раздумывая, сделать это. Ошибка измерения с этим прибором будет существенно ниже.