選購自動(dòng)滴定儀的方法
更新時(shí)間：2016-06-28 點(diǎn)擊次數(shù)：2788次
隨著實(shí)踐的需要和技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)滴定儀的品種越來越多，可以說琳瑯滿目，用戶在選購自動(dòng)滴定儀時(shí)，往往感到有些無所適從，根據(jù)我?guī)资甑膶?shí)踐，提出一些看法(不涉及產(chǎn)品的型號、名稱與生產(chǎn)廠家)，供廣大用戶選購自動(dòng)滴定儀時(shí)的參考，有不妥之處可以討論，這里僅起拋磚引玉的作用。
一、自動(dòng)滴定儀的結(jié)構(gòu)
目前市場上自動(dòng)滴定儀的結(jié)構(gòu)主要有下列幾種：
1、普通玻璃滴定管加模擬滴定終點(diǎn)控制電路的自動(dòng)滴定儀。
2、數(shù)字自動(dòng)滴定管加模擬滴定終點(diǎn)控制電路的自動(dòng)滴定儀。
3、數(shù)字自動(dòng)滴定管加數(shù)字判別滴定終點(diǎn)的自動(dòng)滴定儀。它又可為下列幾種形式：
(1)由單片機(jī)控制的自動(dòng)滴定儀，有組合式和整體式兩種。
(2)由微機(jī)作為上位機(jī)控制由單片機(jī)控制的自動(dòng)滴定儀，組成自動(dòng)滴定系統(tǒng)，也有組合式和整體式兩種。
前二種結(jié)構(gòu)的自動(dòng)滴定儀是屬硬件滴定，功能少，精度差，很多滴定不能完成，但它的優(yōu)勢在于價(jià)格甚低，適用于滴定的銳度指數(shù)很高的滴定分析，或精度要求不高的滴定分析。
第三種結(jié)構(gòu)自動(dòng)控制滴定儀是當(dāng)今的主流，功能多，精度高，幾何所有的滴定分析都可以完成(這是泛指，各種儀器差異很大)。
二、功能要多
自動(dòng)滴定儀的功能主要從自動(dòng)滴定方法和滴定過程與滴定后的數(shù)據(jù)處理兩個(gè)方面的功能來考慮。
1、 滴定方法功能主要有電位滴定法、光度(比色)滴定法、電流滴定法、電導(dǎo)滴定法和溫度滴定法等。
2、 滴定過程與滴定后的數(shù)據(jù)處理
(1)辨別終點(diǎn)的方法主要有微分滴定法、永定終點(diǎn)滴定法、預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定法、Gran滴定法、線性滴定法等。
(2)數(shù)據(jù)處理主要有數(shù)據(jù)的平滑、實(shí)時(shí)滴定曲線的繪制、終點(diǎn)與假終點(diǎn)的辨別與刪除、圖譜的存儲(chǔ)功能;終點(diǎn)自動(dòng)檢測與假終點(diǎn)的刪除功能;人工生成終點(diǎn)功能;建立模板功能等。在光度(比色)滴定法、電流滴定法、電導(dǎo)滴定法和溫度滴定法線性滴定中，兩條相交直線的擬合與終點(diǎn)的求解等。
在做滴定分析時(shí)，首先考慮選擇什么的滴定法，要求既能完成滴定分析任務(wù)，又能得精度較高分析結(jié)果。主要考慮下列幾個(gè)方面：
(1)等當(dāng)點(diǎn)處的銳度指數(shù)hequ作為表示電位滴定準(zhǔn)確度的量度。J.N.Butlerr的研究表明：hequ>1000，滴定誤差不超過0.1%; hequ在0-1000之間，滴定仍是可行的，但滴定誤差較大，為0.1%-5%; hequ<10, 則無法確定滴定終點(diǎn)，滴定無實(shí)際意義。如果滴定銳度指數(shù)較小的項(xiàng)目，則選用微分自動(dòng)滴定法，不能選用預(yù)設(shè)終點(diǎn)法。
微分滴定法-當(dāng)?shù)味ㄟM(jìn)入到理論終點(diǎn)時(shí)，離子濃度突變，從而引起電極電位的相應(yīng)跳變，將這種跳變進(jìn)行微分，利用一次微分zui大值來判別電位滴定的終點(diǎn)。它不需要預(yù)先知道終點(diǎn)的數(shù)值，對滴定曲線不太徒(銳度指數(shù)較小)的終點(diǎn)也能檢測來，具有較高的分辯率和測定精度。
預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定法和永定終點(diǎn)滴定法只有在滴定曲線較徒(銳度指數(shù)較大)的情況下才有較好的精度，如果滴定曲線較為平緩，由于終點(diǎn)附近溶液的離子強(qiáng)度很弱，電位很不穩(wěn)定，造成較大的測量誤差。所以通常用在精度要求不高的場合。
(2)對滴定劑耗用量較少的滴定，如測定汽油與煤油等中的硫醇硫、堿性氮含量，則通常采用平滑曲線微分滴定法。
(3)對于離子電極響應(yīng)時(shí)間較長的滴定，可改用其他滴定法，如鈣、鈣鎂的測定可用光度(比色)滴定法，效果較好。通常借助指示劑顏色的變化來判別終點(diǎn)。依靠新型光度滴定傳感器(產(chǎn)品)指示顏色的變化，進(jìn)行軟件滴定，以二條擬合直線相交確定為終點(diǎn)，它較依靠人的視覺來判別終點(diǎn)有克服過滴誤差和克服重現(xiàn)性差的優(yōu)點(diǎn)，因此具有較高的測定精度。
(4)滴定空白樣品時(shí)，選用電位永停終點(diǎn)滴定法為好，因?yàn)樗诩尤?.01mL滴定劑后就可以判別終點(diǎn)。而微分自動(dòng)滴定法與平滑曲線微分自動(dòng)滴定法都要用一定數(shù)據(jù)點(diǎn)后才能進(jìn)行終點(diǎn)判別，對含量很低的空白進(jìn)行測定，顯然是不合適的。
(5)自動(dòng)滴定儀應(yīng)有實(shí)時(shí)滴定曲線的繪制功能，可供操作者進(jìn)一步辯別滴定結(jié)果的正確性，進(jìn)而可以刪除假終點(diǎn)。在多終點(diǎn)滴定中，用于*個(gè)終點(diǎn)與第二個(gè)終點(diǎn)靠得很近，由于數(shù)據(jù)數(shù)不夠不能判別第二個(gè)終點(diǎn)，雖然有完整的S形滴定曲線和一次導(dǎo)數(shù)曲線，但沒有第二個(gè)滴定終點(diǎn)的結(jié)果，這時(shí)可用人工(借助于鼠標(biāo)器)生成終點(diǎn)功能。
(6)自動(dòng)滴點(diǎn)儀應(yīng)具有實(shí)時(shí)圖譜的存儲(chǔ)功能，特別在化工、醫(yī)藥產(chǎn)品出口時(shí)，只提供檢測結(jié)果，沒有實(shí)時(shí)圖譜沒有說服力。
選購自動(dòng)滴定儀從功能角度去考慮通常功能多的總是比功能少的好(儀器除外)。
三、使用時(shí)設(shè)置要簡單
這個(gè)問題也是用戶選購自動(dòng)滴定儀的一個(gè)條件，在有些自動(dòng)滴定儀的說明書中可以看到，在滴定前首先要按要求設(shè)置很多參數(shù)，然后再進(jìn)滴定，比較煩瑣，這是用戶不太想做的，出自無奈，好在有建立模板功能來彌補(bǔ)這個(gè)不足。
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與如此普及，使自動(dòng)滴定儀實(shí)現(xiàn)操作者提供少量的對話信息后，就能自動(dòng)完成整個(gè)滴定，而又向操作者提供盡可能多的信息(測定結(jié)果、實(shí)時(shí)圖譜、中間過程數(shù)據(jù)等)。正如朱良猗老總多次提出的分析儀器應(yīng)做成象“傻瓜照相機(jī)”一樣的儀器。
四、用戶能否有權(quán)校正自動(dòng)滴定儀中滴定管發(fā)送精度
早期的數(shù)字自動(dòng)滴定管的發(fā)送體積多少是根據(jù)顯示器顯示的體積數(shù)、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一周需要的脈沖數(shù)、螺桿的螺距大小和注射器的直徑大小等數(shù)據(jù)綜合計(jì)算確定的，并且精密加工組合而成的。產(chǎn)品在使用初期具有較高的精度，隨著使用時(shí)間的增長，由于機(jī)械磨損等原因，系統(tǒng)誤差越來越大，對于這一點(diǎn)使用者是無能為力的。
自從計(jì)算機(jī)特別是單片機(jī)的介入后，這個(gè)問題就得到了很好的解決，在一些自動(dòng)滴定儀中，使用者可以通過發(fā)送定量的蒸餾水，用電子天平稱重的方法校正，修改儀器中的滴定系數(shù)，這樣滴定管的滴定精度就能得到保證。
在下幾種情況下建議校正滴定管的精度：
(1)新儀器使用前;(2)夏天與冬天環(huán)境溫差較大;(3)長期使用，沒有校正過;(4)更換滴定管備件后。
五、滴定管防漏、耐酸與耐堿性能要好
對用戶來說自動(dòng)滴定儀中滴定管的漏液是用戶zui頭痛的事，不但影響滴定精度，而且容易損壞自動(dòng)滴定儀。
因此，用戶在選購自動(dòng)滴定儀時(shí)，必須要求滴定管不漏液，同時(shí)要求在使用中能耐高氯酸-冰醋酸溶液的腐蝕，又能耐氫氧化鈉強(qiáng)堿腐蝕。
通常玻璃滴定管只能耐酸而不能耐強(qiáng)堿，而經(jīng)過較長時(shí)的實(shí)踐，證明由聚乙烯組成的滴定管，在防漏、酸腐和堿腐方面都有很好的性能。
六、影響滴定分析精度的一些基本因素
電位滴定法是一種常量精密分析方法，它的主要精度主要取決于以下幾個(gè)因素：
1、 滴定反應(yīng)的平衡常數(shù)K;
2、 滴定時(shí)所選擇的具體參數(shù);
3、 電位滴定終點(diǎn)的判別方法;
4、 滴定劑濃度的準(zhǔn)確度;
5、 滴定管發(fā)送精度;
6、 滴定池的結(jié)構(gòu)。
7、 樣品前處理與滴定時(shí)吸液(或稱重)引起誤差等因素。
在上述諸因素中，樣品前處理與滴定時(shí)吸液(或稱重)引起誤差和化學(xué)反應(yīng)的因素是決定滴定精度的zui重要而且是zui根本的因素。這里簡單敘述只跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的銳度指數(shù)的問題，其他因素請參閱有關(guān)參考文獻(xiàn)。
銳度指數(shù)
通常等當(dāng)點(diǎn)附近的滴定曲線愈陡，則滴定誤差愈小。而斜率總是取決于滴定反應(yīng)的平衡常數(shù)K，所以滴定曲線的斜率代表了由滴定反應(yīng)熱力學(xué)所決定的準(zhǔn)確度的限度。這下點(diǎn)是不可能用實(shí)驗(yàn)技巧和改進(jìn)儀器加于改變的。
另外等當(dāng)點(diǎn)處的滴定曲線又取決于實(shí)驗(yàn)所選擇的參數(shù)。所以只有在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下得到的滴定曲線才能比較斜率。為此引進(jìn)了銳度指數(shù)這個(gè)概念。
h=¶ log (C) / ¶ F
式中C為被測物質(zhì)的濃度;F為滴定分?jǐn)?shù)(可以表示為體積比)。
滴定過程中所監(jiān)測的電位是被測物質(zhì)濃度C對數(shù)的線性函數(shù)(E=A+B log (C))。同時(shí)F按定義與V成正比。所以等當(dāng)點(diǎn)附近滴定曲線的斜率便與銳度指數(shù)h成正比。所以
DV=(Eend-Eequ)/g hequ
所以可將等當(dāng)點(diǎn)處的銳度指數(shù)hequ作為表示電位滴定準(zhǔn)確度的量度。J.N.Butlerr的研究表明：hequ>1000，滴定誤差不超過0.1%;hequ在0-1000之間，滴定仍是可行的，但滴定誤差較大，為0.1%-5%; hequ<10, 則無法確定滴定終點(diǎn)，滴定無實(shí)際意義。再好的滴定儀也無能為力了。
所以，有了一臺(tái)高精度的電位滴定儀，不一定所有的滴定反應(yīng)都能得到的分析結(jié)果。
七、性能價(jià)格比
性能好壞通常從幾個(gè)方面去考慮：
1、 功能多少 主要從提供用戶能選擇滴定方法(應(yīng)用軟件)、對數(shù)據(jù)和圖譜處理功能多少來考慮。
各種滴定分析由zui適用的滴定方法來完成的，無疑儀器提供較多的滴定方法功能是一件好事(儀器除外)。例如對于某些離子電極響應(yīng)時(shí)間較長的，它不適合于電位滴定法，而采用光度傳感器進(jìn)行光度滴定就能得到非常好的效果。對于等當(dāng)點(diǎn)處的銳度指數(shù)hequ較小的滴定，就不能預(yù)設(shè)終的方法和永停終點(diǎn)的方法來滴定，否則滴定的誤產(chǎn)很大，而只能選用微分滴定法，才能得到較好的測定結(jié)果。如果在出口商品時(shí)，必須提供實(shí)時(shí)圖譜的，必須選購有圖譜輸出的自動(dòng)滴定儀。如果只做等當(dāng)點(diǎn)處的銳度指數(shù)hequ較大的滴定，而滴定的精度要求不高，可采用預(yù)設(shè)終的方法和永停終點(diǎn)的方法來滴定就可以了等等。
通常功能多的售價(jià)貴，功能少的售價(jià)便宜，但同類型的儀器中，價(jià)格懸殊很大，這就涉及一個(gè)性能價(jià)格比的問題，亳無疑問用戶應(yīng)該選購性能價(jià)格比高的產(chǎn)品，但價(jià)格貴不等于性能一定好，不可否定的人為因素的作用———。
總而言之，購買那種自動(dòng)滴定儀用戶一定要從實(shí)際出發(fā)。
2、 測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性、耐用 這應(yīng)該是一個(gè)起碼的要求。
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