Предметом настоящего изобретения является прибор для проведения потенциометрических и кондуктометрических измерений, превращаемый при помощи переключений в прибор, собранный либо по компенсационной схеме, либо по схеме моста.
Известные потенциометрические и кондуктометрические титрования требуют затраты времени на построение диаграммы титрований.
Предложенный прибор позволяет непосредственно во время титрования строить точки диаграммы. Это достигается тем, что в нем применена жестко скрепленная со скользящим контактом реохорда масштабная линейка, служащая для откладывания объема раствора, соответствующего данному измерению.
На фиг. 1 изображена общая схема прибора; на фиг. 2 - электрическая схема основных соединений; на фиг. 3 - расход с масштабной линейкой, на фиг. 4 - общий вид прибора.
Схема прибора /фиг. 1/ при помощи переключающего устройства 1 превращается в мост Уитстона или в компенсационное устройство Дюбуа-Реймонда, с одновременным включением ненужных в используемой схеме агрегате.
Мост Уитстона обслуживается ламповым генератором звуковой частоты 2. В компенсационную цепь включен механический прерыватель 3. В качестве нуль-индикатора в обеих схемах используется оптический индикатор - электронная лампа с предварительным усилителем 4. Мотор механического прерывателя питается непосредственно от сети переменного тока, а генератор и усилитель - через выпрямитель 5. Компенсационную схему обслуживает отдельный источник постоянного тока 6.
Главной частью прибора является устройство 7 для построения диаграмм титрований, состоящее из реохорда со скользящим по нему контактом, прижимаемым к струне пружинами, и соединенным с масштабной линейкой, расположенной перпендикулярно реохорду. Масштабная линейка передвигается над матовым стеклом или бумагой, на которых строится диаграмма титрования.
На фиг. 2 показана электрическая схема узла переключений. Здесь 8 - клеммы генератора звуковой частоты, 9 - клеммы источника постоянного тока, 10 - механический прерыватель, 11 - магазин сопротивлений, 12 - конденсатор переменной емкости с параллельным ему магазином сопротивлений, 13 - сосуд для измерения электроприводности или электродвижущей силы, 14 - клеммы входа усилителя с оптическим индикатором, 15 - реохорд.
При переключении на контакты, обозначенные черными кружками, схемы работают как равновесный мост Уитстона и предназначаются для проведения кондуктометрических титрований. При этом не показанные на схемы выключатели замыкают цепь накала лампы генератора звуковой частоты и отключают прерыватель.
При переключении на контакты, обозначенные белыми кружками, схема работает как потенциометр и предназначается для проведения потенциометрических титрований. При этом размыкается цепь накала лампы генератора звуковой частоты и включается мотор прерывателя.
С целью максимального исключения влияния переходного сопротивления, применен контакт из олова, прижимаемый к струне реохорда пружиной и смазываемой минеральным маслом.
Как известно, при равновесии моста Уитстона сопротивление реохорда пропорционально электропроводности объекта, включенного в противоположное плечо. Это обстоятельство использовано для объединения процесса измерения электропроводности и для построения диаграммы титрований.
Один из вариантов устройства, позволяющего объединить эти процессы, показан на фиг. 3.
К основной доске 18 прикреплена рейка из изоляционного материала 19, несущая на себе контакты 20 и 21, некоторым припаяна проволока реохорда 22. Параллельно рейке при помощи стоек 23 и 24 укреплена трехгранная призматическая направляющая 25. По ней скользит деталь 26, несущая масштабную линейку 27 и подвижной контакт 28, укрепленный винтом 29 в держателе 30. Держатель сидит на оси 31 и несет подушку 32, пропитанную маслом и прижимающуюся к реохорду, а также пружину 33, степень нажима которой регулируется эксцентриком 34. Под масштабной линейкой может быть укреплено матовое стекло 35 с миллиметровой шкалой 36.
Измерение электропроводности и построение диаграмм титрования производится следующим образом. В зависимости от хода кривой электропроводности выбирают начальное положение подвижного контакта реохорда 15 /фиг. 2/. Сопротивление 16 выводится. В зависимости от величины начальной электропроводности раствора выбирают значение сопротивления 11 и грубо уравновешивают мост сопротивлением 17. Затем небольшим смещением движка реохорда 15 и регулировкой величины емкости конденсатора 12 точно уравновешивают мост. На сетке триода, управляющего оптическим индикатором, регулируют напряжение так, чтобы в момент равновесия моста темный сектор на экране представлял собой узкую линию.
После настройки моста приступают к титрованию. Закрепив фиксатор отмечают на стекле 35 /см. фиг. 3/ нулевую точку. Прибавляя к титруемому раствору некоторый объем реактива, перемешивают и передвигают контакты реохорда до равновесия. Отмечая полученные таким образом точки, соединяя прямыми соответствующие группы точек, получают диаграмму титрования.
Если титруемый раствор имеет значительную концентрацию посторонних электролитов, применяют сопротивление 16, введение которого меняет масштаб диаграммы.
Работа прибора при потенциометрических титрованиях происходит следующим образом. При переключении /фиг. 2/ на контакты, обозначенные белыми кружками, схема превращается в компенсационную. Реохорд 15 и сопротивления 16 и 17 образуют потенциометр. Протекающий в компенсационной цепи /механический прерыватель, измеряемая э.д.с., усилитель с индикатором/ ток делается прерывателем 10 прерывистым и усиливается. Изменяя величины сопротивлений 16 и 17, устанавливают величину напряжений в начале и конце реохорда 15. Затем включают измеряемую э.д.с. и передвижением контакта реохорда, находят точку компенсации, отмечая ее не стекле. Дальнейшие операции аналогичны описанной.
На фиг. 4 показан внешний вид прибора. В левой верхней части находятся ручки управления, под ними оптический индикатор и его управление, справа внизу - ручка подвижного контакта реохорда, а в середине - устройство для построения диаграммы титрований.
Прибор для проведения потенциометрических и кондуктометрических измерений, который может быть собран при помощи переключателя как по компенсационной схеме, так и по схеме моста, отличающийся тем, что, с целью облегчения построений диаграмм титрований, в нем применена жестко скрепленная со скользящим контактом масштабная линейка, расположенная перпендикулярно проволоке реохорда и служащая для откладывания объема раствора, соответствующего данному измерению.
