Дрейф потенциала

Дрейф потенциала является одним из нежелательных явлений, вызывающих систематическую погрешность при проведении ионометрических анализов.

Прежде чем делать вывод о неисправности той или иной части измерительного ионометрического комплекса, следует убедиться в постоянстве температуры и состава раствора, в котором проводятся измерения. Если постоянство состава пробы не вызывает сомнения, продолжающийся дрейф потенциала бесспорно свидетельствует о неблагополучном проведении ионометрических измерений. Чаще всего неисправными оказываются электроды, т.е. ионоселективный электрод в паре с электродом сравнения. Реже источниками дрейфа потенциала являются соединительные кабели.

Изменение состава раствора

В процессе проведения измерений состав раствора не остается неизменным, вопреки распространенному представлению об ионометрии как о неразрушающем методе анализа. Особенно это ярко проявляется при анализе малых концентраций. В первую очередь источником повышения уровня концентрации ионов в пробе являются часто используемые хлорсеребряный и каломельный электроды сравнения. Так как электроды этого типа снабжены электролитическими мостиками, заполненными насыщенным раствором хлорида калия, то возможность негативного влияния хлоридов и ионов калия на проведение анализа всегда должна приниматься во внимание. Например, хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1М3.1 в пробе объемом 100 мл за 1 час может создать концентрацию хлорида калия большую 4 ед. pCl.

Однако, скорость накопления соли в пробе всегда следует оценивать только экспериментально, измеряя скорость падения столба жидкости в электроде, поскольку паспортные характеристики не всегда отражают действительное положение вещей.

Меньший, но в некоторых случаях ощутимый, вклад в изменение состава анализируемой пробы вносит растворение мембраны индикаторного ионоселективного электрода. Примером может служить хлорид-селективный электрод ЭМ-Cl-01, стабильность потенциала которого в области малых концентраций зависит от объема пробы. Чем меньше объем пробы, тем больше скорость накопления хлорида, тем нестабильнее потенциал электрода.

Электроды

Для оценки работоспособности электродов оператор должен в равной мере уделить свое внимание как индикаторному электроду, так и электроду сравнения. Типичной ошибкой начинающих является поспешный вывод о выходе из строя индикаторного электрода, в то время как неудовлетворительная стабильность потенциала вызывается электродом сравнения.

Дрейф потенциала вызывается не только физическими или химическими дефектами электродов. Во время проведения ионометрических измерений могут складываться условия, при которых через электроды течет электрический ток, превышающий допустимые пределы. Причины не обязательно должны быть внешними. Например, недостаточно большое входное сопротивление измерительного прибора вызывает протекание через электродную систему тока недопустимой величины. Аналогичное воздействие вызывает замыкание индикаторного электрода с электродом сравнения. Ионоселективные электроды не рассчитаны на такие условия эксплуатации. В некоторых случаях воздействие электрического тока необратимо изменяет свойства электродов!

Индикаторный электрод

В процессе работы с ИСЭ следует различать неблагополучное проведение измерений от изменения физико-химических свойств электрода и от нарушения условий эксплуатации.

Вывод об изменении свойств электрода делается в последнюю очередь, после того как созданы стандартные условия эксплуатации и нормальная работа электрода сравнения не вызывает сомнения. В техническом описании всегда оговариваются следующие условия эксплуатации:

кондиционирования электрода;

диапазон определяемых концентраций;

диапазон рН, рекомендуемый для работы;

список веществ, мешающих определению.

Кроме того, следует помнить о том, что в ионометрических измерениях изменение температуры анализируемого раствора тесно связано с дрейфом потенциала. Величина температурного коэффициента может достигать в некоторых случаях 1-2 мВ/ 0С.

Кондиционирование электрода, т.е. подготовка его к работе, является важным этапом ионометрических измерений. Эксплуатация электрода без соответствующей подготовки в большинстве случаев ведет к снижению надежности проводимых анализов из-за неустойчивости во времени градуировочных характеристик, повышению предела обнаружения. Эксперименты с некондиционированным ИСЭ часто характеризуются дрейфом потенциала.

В техническом описании, прилагаемом к ИСЭ, обычно указывается состав раствора, в котором должен быть вымочен электрод перед работой. Однако использование этого раствора не гарантирует стабильность потенциала во всех исследуемых растворах. Для того, чтобы стабилизировать потенциал электрода в исследуемых растворах, следует выдерживать ИСЭ в растворах, по составу похожих на анализируемый. При этом надо обращать внимание на такие характеристики раствора как рН, диапазон предполагаемых определяемых концентраций, солевой фон, присутствие мешающих определению веществ.

Для выявления неудовлетворительных условий эксплуатации электродов лучше всего проводить измерения в стандартных растворах, состав которых приводится в инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к ИСЭ. Если в стандартных растворах закономерность дрейфа потенциала существенно не изменяется, то свойства ионоселективного электрода претерпели изменения. В противном случае следует изменить условия эксплуатации электрода.

Нередко пузырек воздуха, прилипший к мембране ИСЭ оказывает помеху проведению измерений. Это может выражаться как в дрейфе, так и в хаотическом изменении потенциала. Вид помех определяется размером пузырька и режимом перемешивания анализируемого раствора.

Пузырьки образуются в следующих случаях:

в момент погружения электрода в жидкость;

при слишком интенсивном перемешивании раствора;

при повышении температуры раствора, сопровождающейся выделением растворенного в воде компонентов воздуха;

в связи с применением для анализа неводных растворителей, так как после смешения воды с низкокипящим органическим растворителем некоторое время активно выделяются пузырьки газа.

Электрод сравнения

Для контроля нормального функционирования электрода сравнения может служить способ, при котором измеряется разность потенциалов между испытуемым электродом и другим электродом сравнения того же типа, не использовавшимся в работе ранее. Если разность потенциалов превышает 5 мВ, то следует предпринять шаги по восстановлению рабочих свойств электрода, если электрод сравнения правильно использовался.

Как показывает опыт, очень часто встречается ошибка, заключающаяся в эксплуатации электрода сравнения с пробкой (резиновым кольцом), которая закрывает отверстие для заполнения электрода раствором KCl. Такая пробка предусмотрена практически во всех конструкциях электродов сравнения и предназначена для транспортировки и хранения электрода. При измерениях она должна обязательно выниматься. Если проводить измерения не вынимая пробки, то истечение раствора KCl из корпуса электрода прекращается и потенциал начинает испытывать дрейф.

Кроме того, следует следить за тем, чтобы уровень раствора в корпусе электрода был всегда выше уровня анализируемой жидкости. В противном случае затекающий в корпус электрода анализируемый раствор неизбежно начнет оказывать влияние на потенциал электрода сравнения. Это же правило должно распространяться и на условия хранения электрода. Так как электроды сравнения хранят опущенными в воду, чтобы не допустить высыхания солевого ключа, то часто электрод погружают в жидкость, не следя за уровнями раствора в электроде и вне его.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме

Как вселенная связана с электроном
В настоящее время точность физических констант, относящихся к электрону, уже достигла 10-9 - 10-12 [14]. Однако большинство данных, относящихся к Метагалактике, имеют неопределенность от одного до двух порядков величины. Такое большое различие в точности (на 10–13 порядков!) создает препятствие выявлению связей между к ...

Как падают метеориты
Метеориты падают внезапно, в любое время и в любом месте земного шара. Их падение всегда сопровождается очень сильными световыми и звуковыми явлениями. По небу в это время в течение нескольких секунд проносится очень крупный и ослепительно яркий болид. Если метеорит падает днем при безоблачном небе и ярком солнечном освещен ...

© Copyright 2013 -2014 Все права защищены.

www.guidetechnology.ru