Способ потенциометрического измерения высоких значений активности ионов натрия в рассолах производства хлора и каустика Советский патент 1991 года по МПК G01N27/416 

Изобретение относится к потенциомет- рическому методу анализа и может быть ис- пользовано для автоматического измерения высоких значений активности ионов Na+ в рассолах, подаваемых на электролиз в производствах хлора и каустика, а также при проведении экспресс-анализов в аналитической химии и создании высокопроизводительных автоматизированных систем анализа в различных отраслях народного хозяйства

Целью изобретения является повышение точности измерения высоких значений активности Na+ в рассолах.

Практическое осуществление предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером.

Необходимо определить значение активности ионов Na+ в рассоле, подаваемом на электролиз. Для реализации предлагаемого способа и проведения измерений применяют измерительный натрийселективный электрод ЭСЛ-51-07, вспомогательный

0

VJ со ю (

хлорсеребряный электрод с двойным солевым мостиком ЭВЛ-1МЗ и иономер И-115М.

Для проведения измерения и определения относительной погрешности анализа проводится предварительная подготовка пробы. Для этого готовят анализируемый рассол с высоким значением активности ионов Na+, например а 1 r-ион/л Na. Методика проведения анализа состоит в следующем.

В измерительную ячейку последовательно подают калибровочные буферные растворы, по своим физико-химическим свойствам близкие к свойствам анализируемого рассола.

В качестве калибровочных буферных растворов используют, например, растворы следующего состава IMNhMOH + , в которых за счет добавления NaCI создают следующие значения pNa: 1,11; 2.04: 3,01. Значения pNa 1.11:2.04; 3.01 в ШМЬЦОН + + 1MNH4CI соответствуют концентрациям NaCIO,1M, , . На основе полученных экспериментальных данных в блоке уп- равления и обработки данных рассчитывают, например, по методу наименьших квадратов, значения параметров математических моделей номинальной статической характеристики и СКО относительной погрешности измерений:

W bo-bipNa (3)

где W - номинальное значение выходного сигнала иономера;

bo 150,48 мВ; bi 51,69 мВ/pNa - параметры математической модели;

pNa - значение показателя pNa анализируемого раствора.

Za - 2,3(С - pNa)2b2 + (pNa)2b3 + Czbf 5 (4) где Za - значение СКО относительной погрешности измерений активности ионов Na+;

C bo ЬГ1-2.91 pNa; 02 3.99. Ьз - 1,99- b4 -9,795- - параметры математической модели.

На чертеже представлен график зависимости СКО относительной погрешности измерений от показателя активности pNa анализируемых ионов.

Далее по соотношению

„10-сьг(ь2+ь,гу (5)

в блоке управления и обработки данных рассчитывают значение активности ионов , соответствующее минимальной величине СКО относительной погрешности измерений и конечной точке разбавления: а 1,14- г-ион/л (pNa 1 9426)

ZЈ 0,3965%.

Определяют истинное значение активности ионов Na+, для чего подают в измери- тельную ячейку с помощью дозатора анализируемый рассол, расход которого составляет, например, V0 1 мл/мин. По значению, выходного сигнала измерительной ячейки W в блоке управления и обработки данных в соответствии с выражением

. ( д/ - h- lhi . .

(6)

а 10И-ь0)ьГ

рассчитывают текущее значение ионов натрия в анализируемом рассоле. После этого

анализируемый рассол в измерительной ячейке разбавляют буферным раствором + 1MNH.;CI, свободным от ионов Na+. Повторно рассчитывают в соответствии с выражением (6) текущее значение активности ионов №. Разбавление с увеличивающимся расходом буферного раствора осуществляют до тех пор, пока не будет выполнено условие (1). Изменение расхода буферного раствора 1 ММЩОН + 1MNH4CI,

поступающего в измерительную ячейку, уменьшается по мере приближения к значению активности ионов Na+, соответствующее конечной точке разбавления. Фиксируют конечное значение расхода буферногораствораVi 87,5мл/мин,соответствующего конечной точке разбавления и условию (1).

По соотношению (2) в блоке управления и обработки данных получают истинное эначение активности ионов Na в анализируемом рассоле ао 0,9981 r-noH/nfNa4, соответствующее минимальной величине СКО относительной погрешности измерения Za 0,3965%.

Периодически производимая идентификация математической модели номинальной СХ приводит к практически полной ликвидации дрейфовой и систематической составляющей погрешности измерений.

5 Относительная ошибка определения активности ионов Na+ в анализируемом рассо- пе составляет 1,87%.

Так как в предлагаемом способе потен- циометрического измерения конечной точ0 ке разбавления рассола буферным раствором соответствует значение активности анализируемых ионов натрия при минимальной величине СКО относительной погрешности измерений, то предельная от5 носительная погрешность измерений высоких значений активности ионов Na+ в анализируемом рассоле в соответствии с выражением (2) определяется следующим образом.

(5ao)n 3Z|-f-(5v0)n+(5Vi)n (7)

Таким образом, предельная относительная погрешность измерений при

((5V0)n и (Wi )ппорядка 0,5% не превышает 2%

По сравнению с прототипом предлагаемый способ потенциометрического измере- ния позволяет повысить точность измерения и контроля высоких значений активности ионов натрия в рассолах, подаваемых на электролиз в производствах хлора и каустика, порядка в 2,5 раза, проводить процесс измерения в оптимальном точностном режиме, а также может быть использс- ван при реализации систем автоматического управления технологиче ским процессом

Формула изобретения Способ потенциометрического измерения высоких значений активности ионов натрия в рассолах производстве хлора и каустика, основанный на разбавлении известного объема анализируемого рассола с дальнейшим потенциометрическим определением его характеристик по соотношению объемов анализируемой и добавляемой жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, перед проведением анализа строят кривую разбавления и определяют минимальное значение среднеквадратического отклонения относительной погрешности измерения активности ионов Na, а затем производят разбавление анализируемого рассола буферным раствором Ш NH40H + 1М NhMCI до получения минимального значения указанного параметра.

Изобретение относится к области потенциометрического метода анализа и может быть использовано для автоматического измерения высоких значений активности ионов NA⁺ в рассолах, подаваемых на электролиз в производствах хлора и каустика, а также при создании высокопроизводительных систем анализа в различных отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение точности измерения высоких значений активных ионов натрия в рассолах. Поставленная цель достигается путем предварительного построения кривой разбавления и определения минимального значения среднеквадратического отклонения относительной погрешности измерений активности ионов NA⁺, а затем разбавляют анализируемый рассол буферным раствором 1MNH₄OH + 1MNH₄CL до получения минимального значения указанного параметра. После разбавления по величине выходного сигнала измерительной ячейки на основе известной математической модели номинальной статической характеристики процесса измерения, параметры которой определяют на этапе идентификации математических моделей, автоматически расчитывают значение активности контролируемых ионов NA⁺ в анализируемом рассоле. Способ увеличивают точность определения в 2,5 раза. 1 ил.

рЫа