Санитарно химические и колориметрические параметры. Визуальная колориметрия. Правила консервации и хранения проб
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ – визуальный метод фотометрического анализа, основанный на установлении концентрации растворимого окрашенного соединения по интенсивности или оттенку его окраски. Чаще всего такое соединение образуется в результате взаимодействия определяемого компонента с подходящим реагентом. После завершения реакции цвет полученного раствора сравнивают с цветом серии стандартных растворов с известными концентрациями того же соединения. Часто пользуются визуальными колориметрами. В колориметрах погружения наблюдатель уравнивает окраски исследуемого и стандартного растворов, меняя толщину их слоев. Для этого растворы помещают в цилиндры с прозрачным дном, через которое проходит свет от источника; в них погружают монолитные стеклянные цилиндры, способные перемещаться в вертикальном направлении.
Поскольку, по закону Бэра, концентрация раствора обратно пропорциональна толщине его слоя, можно вычислить концентрацию окрашенного соединения в исследуемом растворе, зная его концентрацию в стандартном растворе. В визуальных колориметрах диафрагменного типа для уравнивания окрасок растворителя и исследуемого раствора их рассматривают через светофильтр и изменяют отверстие диафрагмы. Количественный анализ проводят по градуировочной кривой в координатах размер диафрагмы - концентрация вещества, построенной с помощью серии стандартных растворов для данного светофильтра и данной толщины слоя.
Колориметрический анализ отличается простотой и быстротой проведения эксперимента, но по сравнению со спектрофотометрией не очень точен. Нижние границы определяемых концентраций варьируют от 10 -3 до 10 -8 моль/л.
73. Рефрактометрический метод анализа жидких сред основан на использовании зависимости показателя преломления бинарной смеси от соотношения ее компонентов.
Наибольшее распространение в промышленной практике получили автоматические рефрактометры, использующие метод разностной призмы. Кюветный преобразователь такого рефрактометра состоит из двух или трех полых призм, одна из которых заполнена эталонной (сравнительной) жидкостью со средним значением показателя преломления я ср.
Кювета дифференциальная, состоящая из двух камер, автоматически обеспечивает температурную компенсацию результатов измерения, если сравнительная (эталонная) жидкость имеет тот же температурный коэффициент показателя преломления, что и контролируемая.
Преимущество автоматических рефрактометров, основанных на принципе полного внутреннего отражения, заключается в возможности контроля концентрации непрозрачных жидкостей, например, нефтепродуктов, однако чувствительность их меньше, чем дифференциальных рефрактометров. Диапазон измерения рефрактометра зависит от параметров оптической и следящей систем.
74. Определить кислотность или щелочность среды можно с помощью нехитрых химических опытов, т.е. использовать химические индикаторы. Однако, в рамках сложных производственных процессов провести такие эксперименты зачастую не представляется возможным. Кроме того, большинство производственных циклов контролируется автоматическими или автоматизированными системами управления, отвечающими за исправность оборудования и безопасность персонала. Все это выдвигает определенные требования к типу представления и оперативности получения данных о состоянии технологического процесса, возможности их незамедлительной обработки посредством электронных систем и принятия соответствующих решений.
В этих целях применяются ph метры. Эти приборы используют потенциометрический принцип измерения реакции среды, то есть измеряют электродвижущую силу, создаваемую электрохимической частью ph метра. Электрохимическая часть электрода представляет собой стеклянный ph-электрод и электрод сравнения (хлорсеребряный электрод), которые погружаются в раствор, ph-уровень которого требуется измерить. Основным параметром ph-метров является точность определения значения ph. Оптимальная точность прибора 0,01. Кроме того, ph метры в комплекте с соответствующими электродами способны измерять окислительно-восстановительный потенциал (это не относится к карманным и бюджетным ph метрам). Использование микропроцессорных систем позволяет проводить высококачественный и оперативный анализ, а также хранить параметры буферных растворов (применяются для оценки точности и позволяют избежать ошибок при измерении) и сохранять результаты измерений и наблюдений.
К промышленным ph метрам стандартами государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации предъявляются особые требования. К таким требованиям относится устойчивость к механическим, климатическим, электромагнитным и другим воздействиям, а также надежность прибора и способность его формировать электрические сигналы для связи с контроллерами автоматических систем управления. Некоторые ph-метры промышленного исполнения способны формировать цифровые сигналы и использовать различные протоколы для передачи данных и взаимодействия с контроллером и другими устройствами в системе управления. К слову, в промышленных ph-метрах в качестве электрохимической ячейки используется ph–датчик, в котором ph-электроды и сравнительные электроды выступают лишь некоторыми составными элементами.
75. Поскольку абсолютную величину электродного потенциала практически определить нельзя, измеряют его относительное значение, для чего составляют гальванический элемент из измерительного (индикаторного) электрода, анализируемой среды и вспомогательного (в литературе встречается термин «сравнительный» электрод) электрода. Схематическое изображение такого элемента: измерительный электрод -■ анализируемая среда - вспомогательный электрод.
В отличие от индикаторного электрода, потенциал которого функционально связан с активностью контролируемых ионов, потенциал вспомогательного электрода должен всегда оставаться постоянным. Такой гальванический элемент называется в дальнейшем измерительной ячейкой для потенциометрических измерений.
76. Хлорсеребряный электрод изготовляют из серебряного стержня, на поверхности которого осаждают слой малорастворимой соли А§С1. При погружении в раствор, содержащий ионы С1, электрод приобретает потенциал, величина которого является функцией активности ионов хлора. Наиболее распространены хлорсеребря- ные электроды с 3,5 н. и с насыщенным раствором КС1.Промышленный хлорсеребряный электрод (рис. 26.1) имеет пластмассовый корпус 1, в котором находится серебряный контакт 2. Полость вокруг контакта заполнена кристаллическим хлористым серебром. В качестве препятствия для диффузии хлористого серебра из электрода в раствор применена пористая перегородка в виде прокладки 3 из фильтровальной бумаги, зажатой капроновой шайбой 4. Хлорсеребряный электрод укреплен в дне сосуда для раствора хлористого калия. Во избежание высыхания электрода и попадания в него воздуха во время хранения и транспортирования в отверстие втулки 5, прижимающей шайбы 4, залит раствор хлористого калия и вставлена резиновая пробка 6. Электрод снабжен колпачком 7, в который также залит раствор хлористого калия.Каломельный электрод (рис. 26.2) представляет собой сосуд 2, на дне которого находится слой 5 чистой металлической ртути, покрытой слоем 4 малорастворимой пасты каломели (Н§ 2 С1 2).Остальная часть сосуда заполнена раствором 3 хлористого калия. Для контакта с /У" N4 ртутью в дно сосуда впаяна платиновая }