 |
|
|
|
|
 |
 |
|
|
|
|
|
|
|
Изопотенциальная точка
Следует помнить, что электродная функция зависит от температуры (рис.1).
 |
| Рис.1 |
|
Сх - концентрация ионов Х;
pXi= - lg (Cx) - в изопотенциальной точке;
Ei - потенциал электрода в изопотенциальной точке.
С увеличением температуры увеличивается наклон (крутизна St) электродной характеристики.
Концентрация анализируемых ионов, при которой потенциал электрода не зависит от температуры, называется изопотенциальной точкой. Значения концентрации раствора и потенциала электрода в этой точке называют координатами изопотенциальной точки (pXi и Ei).
Для стеклянных электродов (pH и pNa) координаты изопотенциальной точки нормируется (указывается изготовителем), а для прочих измерительных электродов обычно нет. Современные измерительные приборы позволяют автоматически учитывать температурные изменения электродной характеристики (термокомпенсация), для этого в прибор должны быть введены координаты изопотенциальной точки и текущая температура. Последняя может вводиться либо вручную, либо посредством термодатчика, подключенного к прибору.
Координаты изопотенциальной точки для стеклянных pH-электродов нормируются. На заре развития pH-метрии многие изготовители электродов экспериментировали с положением изопотенциальной точки, но с накоплением опыта большинство из них пришло к выводу, что наиболее универсальным является электрод с pHi=7. Поэтому в настоящее время основные западные фирмы-производители потенциометрического оборудования выпускают pH-электроды только с pHi=7. Это стало настолько привычным, что данный параметр даже не указывается в документации. В нашей стране сложилась другая традиция - выпускались и выпускаются электроды с разными изопотенциальными точками, поскольку считается, что применение электрода с изопотенциальной точкой, лежащей внутри диапазона pH анализируемых растворов, позволяет повысить точность измерений. Это действительно так, но существенный эффект проявляется только в ограниченном числе случаев, например при измерении в узком диапазоне pH и значительной разнице в температурах анализируемых растворов (более 30oC). Другой причиной выпуска электродов с разными изопотенциальными точками можно назвать попытку снизить погрешности измерений, вызванные недостатками отечественных промышленных pH-метров, в которых применялась только "ручная" термокомпенсация. Для установки датчика температуры в стандартной промышленной арматуре (ДПг-4М и ДМ-5М) не предусмотрено место. Мы предлагаем свой вариант решения этой проблемы см. Приложение Промышленные комбинированные pH-электроды ЭСК-10317 и ЭСК-10617.
Следуя существующей традиции, наше предприятие выпускает pH-электроды с разными изопотенциальными точками (pHi=4,25; 7,00; 10,00). Для твердоконтактных электродов выпуск модификаций с разными изопотенциальными точками невозможен. У них она находится в области pHi=1,3…2,5.
Повышенное внимание к изопотенциальной точке в нашей стране породило ряд мифов и ошибочных представлений. Поэтому предлагаем Вашему вниманию несколько замечаний на эту тему:
- Координаты изопотенциальной точки вводятся в измерительный прибор для обеспечения возможности термокомпенсации результатов измерения величины pH. Главной координатой является pHi, именно она используется для термокомпенсации. Координата Ei - является справочной и используется некоторыми приборами на этапе калибровки электродов для автоматического распознавания применяемых буферных растворов. Реальное значение Ei рассчитывается прибором по результатам калибровки.
- Изопотенциальная точка - это не характеристика pH-электрода, а характеристика электродной пары. Замена электрода сравнения одного типа на другой (например, хлорсеребряного на каломельный) или изменение условий проведения измерений приведет к изменению координат изопотенциальной точки. Так изопотенциальную точку принято определять по схеме с вынесенным электродом сравнения, находящимся при постоянной температуре. Если же при измерениях температурным перепадам подвергаются оба электрода и измерительный и электрод сравнения, то координаты изопотенциальной точки окажутся другими, разница составит ~0,6pH (в случае использования насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения).
- В действительности изопотенциальной точки не существует, а есть некоторая область, в которой измеряемая эдс электродной пары слабо зависит от температуры. Если снять электродные функции при трех разных температурах, то они не пересекутся в одной точке. Поэтому pHi зависит от выбранных для ее определения температур.
- Применение автотермокомпенсации всегда вносит дополнительную погрешность в измерения, в том числе и по причине того, что для реальных условий изопотенциальная точка несколько отличается от паспортной. Однако, эта погрешность относительно невелика. Можно оценить величину ошибки, вызванную несовпадением действительной изопотенциальной точки с установленной при настройке преобразователя. Она зависит от того, насколько температура измерения отличается от температуры проведения калибровки. Предположим, что калибровка была осуществлена при 25 °С, а измерения проводятся при 50 °С, причем было введено значение pHi отличающееся от реального на 1 pH. Это вызовет систематическую погрешность измерения равную 0,08 pH.
Все это не означает, что изопотенциальной точкой следует пренебрегать. Вовсе нет, наоборот, для повышения точности измерений ее лучше определять для конкретных условий и полученное значение вводить в преобразователь.
|
|
|
|
|
|
|
