Устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов в растворах

 

(72) Авторы изобретения к :и

П.И. Прудкин, Н.И. Скорик, Ю.П. Домрачев и Н.И. :МОЯ!„:„;,;;

*- -" .: " t .Я (Ф

Сумское Ьрдена Ленина производственное объединММЖз О-.;.,:-,: а

"Химпром" (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ПОТЕНЦИОИЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ В РАСТВОРАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической промышленности для определения концентрации ионов в растворах с изменяющейся температурой, в частности для определения концентрации ионов трехвалентного титана в производстве двуокиси титана сернокислотным способом.

Известно устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов в растворах, содержащее два индикаторных элект-, рода и электрод сравнения, соединенные с усилителями, преобразовательными каскадами, трансформаторами и детектором, который выпрямляет полученное суммарное переменное напряжение и подает на стандартный автоматический самопишущий потенциометр {;1 ).

Однако в данном устройстве для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов в

2 растворах, конечный результат опреде. ления концентрации ионов в растворах. не будет достаточно точным, так как устройство представляет собой многокаскадную схему, каждый из приборов которой соответственно дает определенную погрешность и суммирование ЭДС цепи происходит на выходе.

Поскольку это устройство не содержит корректора по температуре, оно не может быть использовано для определения концентрации в растворах с изменяющейся температурой, например концентрации трехвалентного титана в растворе, так как на потенци" ал индикаторного электрода воздействуют на только .концентрация активной части раствора и концентрация активной части водородных ионов, но и температура.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации

994970

F (Т(0 13 ионов s растворах, содержащее измерительную ячейку с помещенными в нее индикаторным электродом, электродом сравнения, электродом для измерения рН, первый высокоомный преобразователь, к первому входу которого подключен индикаторный электрод, а к выходу - регистратор, цепь коррекции изменений величины рН (2 ).

Однако в известном устройстве 1о суммирование ЭДС цепи происходит на выходе; устройство нельзя использовать для определения концентрации в растворах с переменной температурой, так как оно не содержит корректора по температуре, которая влияет на точность измерения концентрации.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации ионов. 20

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов в растворах, содержащее измерительную ячейку с поме- 25 щенными в нее индикаторным. электродом, электродом сравнения, электродом для измерения рН, первый высокоомный преобразователь, к первому входу которого подключен индикаторный элект- Зо род, а к выходу - регистратор, цепь коррекции изменений величины рН, дополнительно введены второй высокоомный преобразователь, термометр-со-противление, источник регулируемого напряжения и резистор, при этом электрод для измерения рН подключен к первому входу второго высокоомного преобразователя, к второму входу которого подключен первый вывод термометрасопротивления, а его второй вь1вод соединен с электродом сравнения и с токовым выходом второго высокоомного преобразователя, резистор включен между преобразовательным каскадом и усилителем второго высокоомного преобразователя и соединен через источник регулируемого напряжения с вторым входом первого высокоомного преобразователя.

Такое соединение приборов устройства дает возможность производить корректировку ЭДС индикаторного электрода в зависимости от рН и температуры, что значительно повышает точность

55 измерения концентрации ионов в растворах с изменяющейся температурой, в частности концентрации раствора трехвалентного титана.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство включает в себя индикаторный электрод 1, электрод 2 для измерения рН, электрод 3 сравнения, термометр-сопротивление 4, помещенные в измерительную ячейку 5..Термометр-сопротивление 4 соединен со вто рым высокоомным преобразователем 6, В типовую схему высокоомного преобразователя 6 между преобразовательным каскадом.7 и усилителем 8 включен переменный резистор 9. Последний связан с одной стороны через преобразовательный каскад 7 и термометр-сопро. тивление 4 с электродом 3 сравнения, а с другой стороны через источник регулируемого напряжения 10 - с .входом первого высокоомного преобразователя 11. К входу высокоомнрго преобразователя 11 подключен. индикаторный электрод 1, а к выходу — регистратор 12.

Устройство работает следующим образом.

Индикаторный электрод 1 .(платиновый), электрод 2 для измерения рН (стеклянный),. электрод 3 сравнения (каломельный, хлорсеребряный) и медный термометр-сопротивление 4, собранные в измерительную ячейку 5„ что позволяет исключить погрешности при слойной неоднородности среды, погружают в раствор трехвалентного титана. Термометр-сопротивление 4 необходим для коррекции по темпера туре, так как на потенциал индикатор. ного электрода 1 прямое воздействие помимо концентрации активной части трехвалентного титана и концентрации активной части водородных ионов,:оказывает и температура, что видно из сравнения где Ев — нормальный окйслительновосстановительный потенциал системы; универсальная газовая постоянная; температура раствора по

Келвину; постоянное число Фарадея; концентрация активной части ионов четырехвалентного титана;

6 ления при производстве двуокиси титана сернокислотным способом.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов s растворах, содержащее измерительную ячейку с помещенными в нее индикаторным электродом, электродом сравнения и электродом для измерения рН, первый высокоомный преобразователь, к первому входу которого подключен индикаторный электрод,. а к выходу - регистратор, цепь коррекции.изменений величины рН, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения концентрации ионов, в него дополнительно введены второй высокоомный преобразователь, термометр-сопротивление, источник регулируемого напряжения и резистор, при этом электрод для измерения рН подключен к первому входу второго высокоомного преобразователя, к второму входу которого подключен первый вывод термометра-сопротивления, а его второй вывод соединен с электродом сравнения и с токовым выводом второго высокоомного преобразователя, резистор включен между преобразовательным каскадом и усилителем второго высокоомного преобразователя и соединен через источник регулируемо. го напряжения с вторым входом первого высокоомного преобразователя.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и l80398, кл. 42 Р 3/03, l966.

2. Патент ФРГ и 2254617, кл. G 01 и 27/52, опублик. 1974

{прототип).

5 994970 (Т1 з)- концентрация активной части ионов трахвалентного титана; (H ) - концентрация активной части ионов водорода.

ЭДС,индикаторного электрода 1Е подается на вход высокоомного преобразователя 11 типа ПВУ-5256. Для коррекции по .,рН ЭДС электродов 2 и 3 подается на вход второго высо- te коомного преобразователя 6, куда лоступает сигнал от термометра-сопротивления 4. Выходной ток второго высокоомного преобразователя 6, проходя через термометр-сопротивление 4, ls преобразовательный каскад 7 и ре-, зистор 9 к минусу источника питания, создает на. резисторе -9 падение нао пряжения, пропорциональное рН и Т

Это напряжение алгебраически сум- щ мируется с ЭДС индикаторного электрода 1.

Результирующая ЭДС Е, характеризующая концентрацию трехвалентного титана в растворе с поправкой на температуру раствора и концентрацию водородных ионов, поступает на вход

I первого высокоомного преобразователя l1 типа ПАУ-5256. Выходной сигнал вы. сокоомного преобразователя 11 подает. Зо ся на вход низкаомного самопишущего .регулирующего потенциометра типа

КСП-3 (регистратора) 12, шкала которого отградуирована в единицах концентрации трехвалентного титана.

Предлагаемое устройство для непрерывного потенциометрического определения концентрации ионов в растворах по сравнению с известными устройствами позволяет повысить точность при непрерывном контроле концентрации ионов трехвалентного титана в растворе при изменяющейся температуре, а также позволяет комплексно автоматизировать технологический процесс в отделении восстанов994970

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 630/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Кушнев

Редактор П. Коссей Техред И. Гайду Корректор Е. Рошко