自动电位滴定计是在传统容量滴定分析的基础上与电分析化学、微电脑自动处理等技术相结合而发展起来的一种精密分析仪器。滴定分析起源于1729年,C.J.若弗鲁瓦[注]在醋酸中加入碳酸钾直至停止起泡,以所加碳酸钾的重量表示醋酸的浓度。1889年,W.H.能斯特提出了电极电位与离子活度、温度之间关系的能斯特方程,为电位滴定等电化学分析奠定了理论基础。1893年,R.贝伦德[注]用汞电极与银电极作为卤化物滴定的指示电极,首次发表了电位滴定的论文,并测画出电位滴定曲线。随着电子技术尤其是计算机自动测控技术的发展,由微电脑控制的自动滴定、电位测量以及数据处理技术与容量分析结合,研发了自动电位滴定计/仪。
自动电位滴定计
根据溶液电位的改变或突跃来判断滴定终点的一种容量分析的定量测试仪器。又称自动电位滴定仪。
- 英文名称
- automatic potentiometric titrator
- 又称
- 自动电位滴定仪
- 所属学科
- 化学
在分析滴定过程中,随着滴定剂的加入,溶液中待测反应物的浓度会逐渐降低;若这些反应物或滴定剂或反应产物是带电荷的离子时,任一离子活度的改变会引起溶液电位的变化,根据能斯特方程通过电极电位可以测定溶液离子的变化。当滴定接近终点时待测反应物的浓度往往有几个数量级的变化,能够引起电位的突跃,在突跃区间的终点即为化学计量点,即滴定反应的终点。自动电位滴定仪可以根据滴定曲线自动判断滴定终点,进而准确地计算出滴定液消耗的体积,进一步计算给出被测物质的含量。
自动电位滴定计由滴定瓶、搅拌器、电脑控制的自动滴定加液系统、指示电极、参比电极、电位测量系统以及微电脑测量控制通信系统等组成。
由指示电极和参比电极组成原电池与高输入阻抗的测量电路组成溶液电位测量系统。滴定液的流速由步进马达根据电位差的大小自动控制,接近终点时电位差开始增大,此时马达降速而滴定液流速减慢,以保证测量的精度。滴定终点既可以根据滴定曲线来判断,也可以通过滴定曲线的一阶导数的最大极值点,或二阶导数为零点时的拐点来确定。也可以预设滴定终点,当电位达到预定值时,滴定自动终止。
自动电位滴定计配置有微电脑处理器,可根据输入待测样品量、滴定液的浓度等原始数据,在滴定完成后自动进行计算,给出滴定曲线、分析测定数据及分析结果等,其测定结果的精密度、准确度比传统指示剂的滴定方法要高,而工作量大为减少,可满足大量样品的精确测定需要。
传统指示剂的滴定方法,存在指示剂本身需消耗少量滴定剂和人为判断的偏差等因素,因此自动电位滴定更为准确客观。当待测样品本身有色或滴定体系颜色变化不明显时,自动电位滴定更具优势。电位滴定可用于水相中pH滴定、沉淀滴定、配合物滴定、氧化还原滴定以及非水溶液滴定等,溶液中具有电位变化的化学反应都可以采用自动电位滴定进行测定。其应用范围几乎包括了各行各业需要进行分析测定的领域,如石油化工、冶金地质、制药医药、食品检验、电力能源、环境保护、水质分析、电子电镀、科学研究等。已逐步替代了传统指示剂的容量分析。
扩展阅读
- 斯维拉.自动电位滴定.高立,译.北京:原子能出版社,1985.