Реферат: Ионометрия. Поиск неисправностей

изменение градуировочных характеристик;

Изменение градуировочных характеристик

Изменение градуировочных характеристик вызывается различными причинами, зависящими как от индивидуальных свойств электродов, так и от условий эксплуатации.

Свойства ИСЭ позволяют условно расположить в ряд по мере убывания стабильности градуировочных характеристик следующие типы электродов: стеклянные (pH,pNa), кристаллические и поликристаллические (pCu,pCl), поливинилхлоридные (pK,pCNS).

Относительно условий эксплуатации можно с уверенностью сказать, что градуировка будет тем стабильнее, чем точнее будут исполняться рекомендации технического описания электрода. Однако точное следование инструкции все равно не гарантирует абсолютной стабильности градуировки. Поэтому для уменьшения систематической погрешности рекомендуется градуировать электроды перед каждой серией измерений.

Влияние на градуировку оказывает также температура. Если температура, при которой градуировался электрод, не совпадает с температурой анализируемого раствора, то возникает систематическая погрешность. Для уменьшения погрешности надо постоянно следить за тем, чтобы температура проб и стандартов была одинакова. Если следить за температурой в ходе эксперимента не представляется возможным, существует способ корректировки результатов измерений.

В некоторых случаях (при вялой динамике изменения градуировочных характеристик) смена метода определения позволяет уменьшить погрешность анализа. Например, если изменение градуировочных характеристик выражается только в изменении абсолютного значения потенциала при постоянстве наклона градуировочной функции, то применение метода добавок дает возможность снизить погрешность определения по сравнению с методом градуировочного графика. Применение титриметрии позволяет проводить определения даже в том случае, если изменяется наклон градуировочной функции.

Колебания ионной силы в пробах и в стандартах;

Как известно, на результат ионометрических измерений оказывает влияние ионная сила раствора, как основной фактор, определяющий активность ионов в растворе. Так как в анализируемых объектах возможно колебание ионной силы от пробы к пробе, то в результатах анализа появляется систематическая погрешность. Уменьшить погрешность можно 4-мя способами:

сменой метода анализа, так как по степени уменьшения влияния ионной силы, методы анализа можно расположить в следующем порядке: метод градуировочного графика > метод добавок > титриметрия;

стабилизацией ионной силы в пробах и стандартах раствором инертной соли. Т.е. в пробу и стандарты добавляются равные количества соли, катион и анион которой не являются потенциалопределяющими и не мешают определению. Добавка должна быть такой, чтобы ионную силу раствора определяла в основном вводимая соль. Таким образом, возможные колебания ионной силы в пробах сводятся к минимуму;

разбавлением анализируемой пробы, так как оно приводит к уменьшению вклада ионной силы в активность ионов в растворе;

математическим расчетом ионной силы и коэффициента активности. Расчет в ионометрической практике применяется крайне редко и годится скорее всего для проведения научных исследований, чем для проведения массовых анализов.

Методические ошибки в процедуре проведения анализа;

Нередко источником больших погрешностей являются методические ошибки в процедуре проведения анализа. Под методическими ошибками подразумеваются ошибки от не оптимального планирования условий эксперимента, математической обработки результатов и т.д.. Детальное рассмотрение вопросов оптимизации условий проведения эксперимента показывает, что рекомендации по минимизации погрешности анализа зависят от того, каким методом проводятся измерения.

Нарушение правил хранения растворов;

Для того, чтобы избежать потерь растворенных в воде веществ при хранении, необходимо соблюдать ряд правил.

Во-первых, растворы следует хранить в посуде из химически стойкого стекла. Растворы с малым содержанием растворенных веществ необходимо хранить в посуде из боросиликатного стекла (пирекс) или из полиэтилена. Во-вторых, растворы с концентрацией растворенных веществ ниже pX=5 долговременному хранению не подлежат.

В анализе природных и сточных вод считается, что определение следует проводить не позднее 12 часов после отбора пробы. В противном случае в отобранную пробу вводят специальные химические вещества для стабилизации состава раствора.

Если в результате хранения раствор утратил свой первоначальный цвет, прозрачность или на дне сосуда появился осадок, то такие растворы для анализа лучше не использовать.

Загрязнение анализируемой пробы электродами;

При анализе малых концентраций систематическая погрешность результатов может быть вызвана загрязнениями, вносимыми электродами, как ионоселективным, так и электродом сравнения. Для снижения уровня загрязнений можно предпринять следующие шаги:

сократить время проведения единичного определения, применяя, например, метод градуировочного графика;

увеличить объем пробы для уменьшения скорости накопления загрязнения;

вводить в пробу неводные растворители, снижающие растворимость мембраны ИСЭ;

снабдить электрод сравнения жидкостного заполнения (хлорсеребряный, каломельный) дополнительным электролитическим мостом с раствором соли, не мешающей проведению определения.

Загрязнение пробы, как правило, сопровождается дрейфом потенциала.

Память электрода.

Памятью электрода, или гистерезисом, называется появление систематической погрешности, величина которой зависит от концентрации потенциалопределяющего иона в предыдущем анализируемом растворе. Это явление встречается на практике довольно редко и обычно связано с измерениями в пробах с большим диапазоном концентраций (3-4 порядка). Характерным косвенным признаком гистерезиса является дрейф потенциала во времени.

Для уменьшения погрешности измерений электрод отмывают, погружая в дистиллированную воду или другой раствор, не содержащий потенциалопределяющего иона.

4. СЛУЧАЙНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ АНАЛИЗА

Большая случайная погрешность может быть вызвана следующими перечисленными ниже причинами:

хаотическим изменением потенциала;

использованием ИСЭ с малым наклоном градуировочной функции;

Закономерным следствием измерений с ИСЭ, имеющим малый наклон градуировочной функции, является большая случайная погрешность результатов анализа.

Особенно ярко случайная погрешность проявляется при использовании микропроцессорных иономеров. Обычно в этих приборах предусмотрена возможность автоматического запоминания результатов градуировки. Величина наклона градуировки при этом специально не контролируется, что приводит к неожиданному для оператора появлению большого разброса в показаниях прибора из-за слишком малой величины наклона градуировочной функции. Малый наклон градуировки свидетельствует о проведении измерений с неисправными электродами.