174467. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés elektrolit-oldatok aktivitásának gyors és torzításmentes mérésére
5 174467 6 rátorelektródhoz 5 áramforrás vagy generátor és a 4 kijelző és/vagy regisztráló egység és az 5 áramforrás, illetve generátor közé kapcsolt 6 töltésmennyiség-integrátor csatlakozik. A találmány szerinti berendezésnél a cserélhető 1.5 generátorelektród 5 áramfonása, illetve generátora, valamint a platina 1.2 segédelektród, tehát a két csatorna közös földre van kötve. Az előre beállítható villamos töltésmennyiséget szolgáltató konstans 5 áramforrás vagy áramgenerátor és a px -mérő tehát egy indikátorkört alkot. A két csatorna utolsó fokozata után csatlakozik a berendezéshez az ismert 4 kijelző és/vagy regisztráló egység. A találmány szerinti eljárással feszültségmérés alapján történő gyors és torzításmentes koncentrációmérést, valamint a találmány szerinti berendezés működtetésével történő áramhasznosítási hatásfokmérést és elektródhitelesi kalibrációt az alábbi példákon mutatjuk be: 1. példa Jodid ionszelektív elektród hitelesítése átviteles, illetve átvitel nélküli mérőcellájú berendezésben. Az ionszelektív membránelektródok hitelesítésére általában tömény elektrolit-oldatok sorozathígításával készült, nem pufferolt rendszereket használnak. A módszer azonban megfelelő körültekintés mellett is csak 10~4, 10”5 M alsó határig használható. Hígabb oldatokban viszont az ionszelektív elektródok hitelesítése csak akkor pontos és reprodukálható, ha a hitelesítésre használt standardokat elektrolitikusan állítjuk elő. A módszer alkalmazhatóságának elengedhetetlen feltétele, hogy az áramhasznosítás az ion-termelés során 100%-os legyen. Az ismert koncentrációjú, illetve aktivitású jodidion-oldatok (jodidion-standardok) előállíthatok, ha ismert térfogatú oldatban ezüst-jodid elektródból katódosan jodidionokat termelünk. Az áramhasznosítás hatásfokát a termelt jodidionok ezüstionokkal való visszatitrálásával határozhatjuk meg. Az ezüstionok ezüst-anódból coulometríásan állíthatók elő. A titrálás végpontja amperometriásan ezüst iker-elektródpár segítségével jelezhető. Polarizációs potenciál 100 mV; A visszatitrálási adatok alapján megállapítható, hogy a jodidion termelése során az áramhasznosítás: 100 ± 0,05% volt. A készülék elrendezése a kísérleti hitelesítés során a következő volt (3b ábra): Generátor-ceUa: 100 ml -háttér elektrolitot pl. 100 ml 10~] M KN03 -ot tartalmazó 200 ml-es főzőpohár. Az elektrolit-oldatba merül az ezüst, ezüst-jodid 1.5 generátor-, s a mérőelektródként alkalmazott 1.4 membránfelépítésű jodid ionszelektív elektród. Viszonyító-, illetve segédcella: 25 ml-es főzőpohár, amely 0,1 M KN03-ot, az 1.1 viszonyító, a példa szerinti megoldásnál kálóméi-, és a coulometriás jodidion termeléshez szükséges 1.2 segédelektródot, a jelen esetben platinaelektródot tartalmazza. A két félcellát 0,1 M KN03-os 1.3 sóhíd köti össze. Az ezüst, ezüst-jodid 1.5 generátor- és az 1.2 segédelektród, jelen esetben platina-segédelektród az 5 áramforráshoz, ill. generátorhoz, míg az 1.4 membránfelépítésű ionszelektív mérő- és az 1.1 viszonyító elektród a mV mérőhöz csatlakozik. Az utóbbi egység a termelt jodidion-koncentráció, ületve aktivitás mérésére szolgál. Nitrát ionszelektív elektród 1.1 viszonyító elektródként való alkalmazásával az 1.4 membránfelépítésű ionszelektív mérőelektród, jelen esetben jodid membránelektród hitelesítése átvitel nélküli cellában is megoldható (3a ábra). A jodidion termelésére használt áram 0,14 mA/cm2. A jodidion-termelés és a feszültségmérés intenzíven kevert oldatokban történik. A cellákban 7 hőmérőt is alkalmazunk. Minden egyes kalibrációs pont felvételéhez bizonyos töltésmennyiség áthaladása szükséges az 1.5 generátor- és az 1.2 segédelektród között. Az áthidalt töltésmennyiséget a 6 töltésmennyiség integrátor egység mutatja. A mV leolvasás a mérőelektród egyensúlyának beállása után történik. Az eredményeket a 4. ábra mutatja be. Az ábrán szereplő jelzések jelentése: . = io-* MKN03 0= 10^ MKN03 és 0 = 10^ MKN03 pl = —logC, (Cj = jodidion-koncentráció, amely az áthaladt töltés alapján a Faraday-törvény segítségével számítható.) Hasonló módon az ezüst és egyéb ionszelektív elektródok hitelesítését is elvégeztük. Az ezüstionok ezüst-anódból 0,15 mA/cm2 árammal termelhetők. Az eredmények kiváló egyezést mutattak. A kalibrációs görbéket az 5. ábrán mutatjuk be, a jobb összehasonlítás érdekében a potenciál-tengely mentén eltolva. Az alkalmazott jelek jelentése az alábbi: . = 1 M KN03 0= 10-'M KN03 és 0= io-2m KN03 Az így felvett kalibrációs görbe ismeretlen rendszerekben mért feszültségadat kiértékelésére minden további nélkül alkalmazható. 2. példa Bromid ionszelektív elektród hitelesítése átvitel nélküli vagy átviteles mérőcellájú berendezésben. A bromid ionszelektív elektród hitelesítését a jodid ionszelektív elektród hitelesítésénél leírtakhoz hasonlóan végeztük el. Az ismert koncentráicójú, illetve aktivitású bromidion-oldatok (bromid-standardok) előállíthatok, ha ismert térfogatú oldatban ezüst, ezüst bromid elektród katódos polarizációjával bromidionokat termelünk. A bromidion termelése során az anód- és katódteret elválasztjuk egymástól. Az áramhasznosítás hatásfokát a termelt bromidionok ezüstionokkal való visszatitrálásával határozzuk meg. Az ezüstionok ezüst-anódból coulometríásan állíthatók elő. A titrálás végpontja amperometriásan ezüst iker-elektródpár segítségével határozható meg. A visszatitrálási adatok alapján megállapítható volt, hogy a bromidion termelése során az áramhasznosítás: 100 ± 0,05% volt. A bromidion-termelésnél a példa szerinti kísérleti berendezés lehet ugyanolyan, mint azt már a jodidion termelésénél leírtuk. Ebben az esetben a bromidion 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
