173162. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés az elektrokémiában használatos elektródok alapvető elektrokémiai sajátosságainak meghatározására és az ilyen elektródokkal történő mérésekre

5

173162

6

2. példa

Szelektivitási állandót az 1. példában leírt berendezéssel a következő módon határozhatunk meg: tegyük fel, hogy A ion meghatározását Z ion zavarja, ha koncentrációja A-éval azonos nagyságrendbe esik vagy annál nagyobb. Töltsünk a reaktorba A-ra nézve 10 1 M, Z-re 10-4 M oldatot; a befolyó oldat legyen Z-re 10 4 M-os viszont ne tartalmazzon A-t. Az 1. példa szerint eljárva az 1. ábra szerinti diagramot kapjuk ;

ahol CA az A anyag koncentrációja a reaktorban.

Ezt G. J. Moody, J. D. R. Thomas: Selective Ion Sensitive Electrodes, Merrow Publiching Co., 1972. szerint kiértékelve kapjuk a szelektivitási állandót.

3. példa

Ismeretlen koncentrációt az 1. példában leírt berendezéssel a következő módon határozunk meg: az ismeretlen koncentrációjú oldattal megtöltjük a reaktort és megmérjük az elektródpotenciált önmagában ismert módon digitális elektrométerrel. Ezután a meghatározandó komponens ismert térfogatú és koncentrációjú mintáját bejuttatjuk a reaktorba (célszerűen viszonylag tömény oldatot, hogy az adag térfogata a reaktortérfogathoz képest igen kicsi legyen, továbbá célszerű a reaktort eredetileg nem tölteni egészen tele, hanem csak a minta hozzáadása után). A minta koncentrációjából és térfogatából valamint Vr-ból (1. 1. példa) kiszámítható a bekövetkezett koncentrációnövekedés [(AC)0j. Állandó keverés mellett megkezdjük a be- és elfolyatást, befolyó oldatként a meghatározandó ismeretlent alkalmazva. A digitális műszerről az aktuális potenciálértékeket és leolvasásuk időpontját alkalmas időközönként — automatikusan — sornyomtatóra szalaglyukasztóra vagy más adatrögzítő eszközre visszük, esetleg számítógépre on-line üzemmódban. A mérést addig folytatjuk, amíg a potenciál az eredeti (az addíció előtti) értéket adott mértékben és tartósan meg nem közelíti. Ismeretes, hogy a fenti körülmények között az eredeti, ismeretlen koncentrációtól (Cx) való eltérés (AC) időben (vagy az átfolyt térfogat függvényében) exponenciálisan csökken:

W

ACKAQoe--1

’ r

(Itt W, Vr és t jelentése a korábbiakkal azonos.)

A mérési adatsor (E, t adatpárok) és a konstansok ismeretében számítógéppel meghatározhatjuk az E, AC adatpárokat, ezekből pedig standard addíciós számítással Cx-et.

4. példa

értéket (majd túl is megy azon). Az ehhez szükséges idő (t*) (ill. térfogat V*) ismeretében kiszámítható a keresett koncentráció (Cx):

W

5 Cx= [Cx+(AC)0]e—t*

’ r

ill.

Cx=[Cx+(AC)0]e-^

ahonnan

W V*

(AC)0e—— t* (AC)0e——

15

W

!-e--t*

1 —e—

y*

IV*-ot pl. úgy mérhetjük, hogy a reaktorból elfolyó oldat térfogatát mérjük vagy a betáplált térfogatot mérjük pontos adagolóval (pl. térfogatkiszorításos szi- 20 vattyú)].

5. példa

25 Ismeretlen koncentrációt az 1. példában leírt berendezéssel a következő módon határozunk meg: a reaktort a meghatározandó komponens ismert koncentrációjú oldatával töltjük meg. Állandó keverés mellett megkezdjük a be- és elfolyatást, befolyó oldat- 30 ként a meghatározandó ismeretlent alkalmazva. Az elektródpotenciál önmagában ismert módon digitális mérőműszerrel mérjük. A digitális műszerről az aktuális potenciálértékeket és leolvasásuk időpontját alkalmas időközönként — automatikusan — sornyom- 35 tatóra, szalaglyukasztóra vagy más adatrögzítő eszközre visszük, esetleg számítógépre on-line üzemmódban. A mérés eredményének kiértékelése annak alapján történik, hogy a reaktorban levő oldat koncentrációja:

W

40 c=cx+(cst—cx)e—— t

’ r

ahol CSt a meghatározandó komponens felhasznált ismert koncentrációjú oldatának koncentrációja, a többi jelöléseket pedig már korábban megadtuk. Ezt a képle- 45 tét a Nemst-egyenletbe helyettesítve megkapjuk a potenciál és az idő közti összefüggést :

E=E°+S lg

Cn + (CSt

t

50 ahol E° és S konstansok.

Ebben az összefüggésben három konstans, E°, S és C ismeretlenek. Ezek értékét az összetartozó mért potenciál-idő értékpárokból regressziós számítással határozzuk meg. így tehát megkapjuk Cx-et, a meghatáro- 55 zandó oldat koncentrációját.

Ismeretlen koncentráció meghatározására a 3. példában leírt eljárást úgy módosíthatjuk, hogy befolyó oldatként nem a meghatározandó oldatot, hanem azzal közel azonos ionerősségű (lehetőleg minél hasonlóbb össze- 60 tételű), de a meghatározandó komponenst nem tartalmazó oldatot használunk. így a mérés során a potenciál nem aszimptotikusan tart az eredeti (addíció előtti) értékéhez, hanem bizonyos idő eltelte (bizonyos oldatmennyiség áthaladása) után eléri az eredeti potenciál- 65

6. példa

Ismeretlen koncentrációt az 1. példában leírt berendezéssel a következő módon határozunk meg: a reaktort a meghatározandó anyag analitikai reagensének ismert koncentrációjú oldatával töltjük meg és állandó keverés mellett megindítjuk a be- és elfolyatást, befolyó oldatként ugyanolyan összetételű oldatot használva,

3