Ионометрия. Поиск неисправностей

Неисправность прибора

При выходе из строя прибора химик-аналитик практически никогда не может произвести ремонт своими силами, так как для этого нужен специалист по электронике. Однако опыт показывает, что произвести тестирование иономера можно самим, существенно экономя рабочее время.

Самый надежный способ оценки работоспособности состоит в применении имитаторов электродной системы, таких как И-01, И-02 и др. После того, как имитатор подключен к прибору вместо электродов, испытания состоят в сравнении показаний прибора с величиной потенциала задаваемого имитатором. Разность не должна превышать паспортной величины допустимых отклонений иономера.

Следующий этап испытаний состоит в оценке входного сопротивления прибора. Для этого имитатором подается электрический сигнал через сопротивление. Обычно используют сопротивление 500 МОм. После испытания производят расчет входного сопротивления прибора (Rп) по следующей формуле:

Rп = R ( E/ E - 1),

где R,E - сопротивление и потенциал, задаваемые имитатором;

E - отклонение измеряемого потенциала от истинного.

Например, в результате тестирования иономера имитатором получено отклонение показаний в 10 мВ при потенциале имитатора в 100 мВ. Сопротивление имитатора при этом составляло 500 МОм. Тогда в результате расчетов сопротивление иономера получается равным 4500 МОм, так как

4500 = 500 ( 100/10- 1).

Рассчитанное R не должно быть меньше паспортной. Если E не удается измерить из-за его малой величины, то прибор тоже можно считать исправным.

Проверку работоспособности прибора можно производить и другим способом. Для этого берется пара электродов (ионоселективный и сравнения), потенциал которых заранее известен в каком-либо стандартном растворе. Тогда по полученному результату можно судить об исправности прибора.

Этот способ имеет меньшую надежность по сравнению с поверкой имитатором, так как никогда нет абсолютной гарантии в том, что выбранная пара электродов исправна. Для целей тестирования лучше брать надежный Н -селективный электрод, потенциал которого относительно хлорсеребряного электрода сравнения не составляет труда рассчитать, исходя из паспортных характеристик.

Внимание! Перед тем как производить проверку работоспособности прибора, следует убедиться в том, что выбранные электроды могут быть использованы с данным типом иономера. Всегда следует помнить о том, что сопротивление электродов должно быть минимум в 1000 раз меньше входного сопротивления прибора!

Неисправность электродов

Главным признаком выхода из строя электродов является отличие наклона электродной функции от паспортной величины. Отличия в других паспортных характеристиках, таких как положения эквипотенциальной точки, температурного коэффициента, еще не является показателем полной потери работоспособности электродов. Вывод о продолжении эксплуатации электродов может делать сам оператор, пользуясь собственным опытом работы. Ниже приведен ряд мер по восстановлению рабочих свойств электродов.

Ионоселективный электрод

Для восстановления утерянных свойств ИСЭ существует не так много универсальных приемов. Перед тем как что-либо предпринять, следует внимательно осмотреть ионоселективный электрод. Осмотр должен выявить трещины в корпусе, если таковые существуют. Через трещины может либо заливаться во внутреннее пространство электрода анализируемый раствор, либо поступать раствор из корпуса электрода. Оба этих процесса вызывают дрейф потенциала. Трещины в корпусе можно заклеивать, например, эпоксидной смолой.

Далее осмотру подвергается мембрана ИСЭ. Мембрана внешне не должна существенно отличаться от мембраны электрода, не бывшего в употреблении. (Исключение составляют электроды с мембраной из ПВХ, так как в водных растворах мембрана набухает и становится непрозрачной.) Для поли- и монокристаллических мембран начальный их вид возвращается полировкой поверхности. Полирующими материалами могут служить фильтровальная бумага, замша, паста ГОИ, в зависимости от производимого эффекта. Начинать следует с более мягких условий полировки, т.е. фильтровальной бумаги, переходя к более грубым.

Единственным универсальным для всех типов электродов средством восстановления свойств ИСЭ можно считать вымачивание электрода в растворе для кондиционирования, состав которого приводится в техническом описании.

Если вышеизложенные операции не привели к успеху, и Вы не знаете другого средства, учитывающего специфические свойства электрода, то лучше заменить электрод новым.

Электрод сравнения

В практике ионометрии широкое применение нашли хлорсеребряные и каломельные электроды сравнения. Для того чтобы яснее представить себе нормальные условия функционирования этих электродов, следует детально рассмотреть их устройство, так как возможная неисправная работа электродов в значительной мере определяется их конструкцией. Хлорсеребряный и каломельный электроды являются электродами второго рода, представляющими собой металл (серебро или ртуть), покрытый нерастворимой хлоридной солью и опущенный в раствор хлорида (обычно KCl). В свою очередь раствор хлорида контактирует с раствором, в котором производятся ионометрические измерения, через электролитический мостик. Конструктивно электрод сравнения выполняется в виде резервуара, из которого через асбестовый или керамический фитиль, истекает в анализируемую пробу раствор KCl. Если режим истечения нарушается, то потенциал электрода сравнения начинает изменяться как во времени, так и от пробы к пробе.

Характерной неисправностью каломельных и хлорсеребряных электродов сравнения является уменьшение или прекращение истечения раствора из электролитического моста, т.е. из резервуара, в котором находится раствор хлорида калия. Причина состоит в засорении асбестового или керамического фитиля либо кристаллами KCl, либо ингредиентами анализируемого раствора. В случае засорения кристаллами KCl, электрод промывают дистиллированной водой, а затем фитиль (ключ) на 10-15 мин погружают в кипящую воду. Затем в корпус электрода опять заливают насыщенный раствор KCl. В дальнейшем стараются использовать раствор KCl, насыщенный при температуре не выше той, при которой будет использоваться электрод.

Для ионометрических измерений иногда применяют дополнительные электролитические мосты, которые предотвращают попадание ионов калия и хлора в анализируемый раствор. В этом случае мосты обычно заполняют растворами различных солей с концентрациями не выше 1М. Вследствие этого возникает большая вероятность того, что потенциал электрода не будет стабилен.

Систематический поиск неисправностей

Неблагополучное проведение определения можно выявить как при измерении потенциала ионоселективного электрода, так и при вычислении результатов анализа.На этапе непосредственных потенциометрических измерений в анализируемом растворе идентификация неисправности проводится по характеру установления потенциала. Показания иономера при этом могут выражаться в дрейфе или в хаотическом изменении потенциала. На этапе вычисления результатов анализа различают систематическую погрешность анализа и случайную. Таким образом, систематизируя возможные причины погрешности ионометрических измерений по 4-м признакам, можно довольно быстро устранить возникшую неисправность. Помимо этого, проводя ионометрические измерения, следует всегда помнить о том, что прежде всего следует убедиться в исправной работе прибора.

• Дрейф потенциала
• Хаотическое изменение потенциала
• Систематическая погрешность анализа
• Случайная погрешность анализа

Другое по теме

Законы движения небесных тел и строение Солнечной системы
Двумя наиболее значительными успехами классического естествознания, основанного на механике Ньютона, были практически исчерпывающее описание наблюдаемого движения небесных тел и объяснение известных из эксперимента законов идеального газа. ...

Конвергирующее поле - новое поле не волновой природы
Поле Максвелла представляет собой электромагнитные волны, и характеризуюется дивергенцией напряженности поля. В процессе дивергенции плотность энергии поля уменьшается. Одновременно с этим происходит увеличение области пространства, занимаемого полем. Кулоновское поле – это статическое поле, которое также характеризуетс ...