一种滴定分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机化学领域，具体涉及一种仅需微量样品的多功能滴定分析方法。
【背景技术】
[0002]滴定分析又称为容量分析，在化学、化工、环境科学、食品卫生及生命科学领域都具有广泛应用。通常是将已知浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液中直至所加溶液物质的量按化学计量关系恰好反应完全，然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出被测物质含量。近年来，无论是基于光学技术还是电化学技术的自动化滴定手段都得到了长足的发展。比如，专利CN201510172304.0公开了一种自动酸碱滴定仪，采用微量计量栗控制自动进样，通过插入反应液中的pH传感器判定滴定结果等。但是，迄今为止国内外尚无建立在免预处理通用电极基础上的滴定方法。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于提供一种滴定分析方法，所述方法采用不与反应液直接接触的高频电子传感器监测并记录滴定全过程，通过预制定的工作曲线而非加标浓度和体积来定量被测物质，实现多功能微量样品中无机离子的滴定分析。
[0004]本发明是通过以下步骤来实现:
[0005]—种滴定分析方法，步骤包括配制标准滴定液和标准被滴定液;确定被滴定液样品体积、滴定液分配速率和工作温度;使用非接触高频电子传感器实时监测滴定反应过程中反应液的导电性能变化；以滴定曲线上的拐点为滴定终点，建立达到滴定终点所需时长与被滴定液浓度之间的关系函数作为工作曲线;在相同参数下测定待测样品达到滴定终点所需滴定时长，代入工作曲线求得浓度数据。
[0006]进一步，所述的工作温度根据无机化学反应对温度的要求设定。
[0007]进一步，所述滴定液分配速率根据选定温度条件下该化学反应速率确定其工作原理为:根据具体涉及的无机化学反应对温度的要求设定工作温度;根据选定温度条件下该化学反应速率确定滴定标准液分配速率;使用非接触高频电子传感器实时监测涉及酸碱、沉淀、络合或氧化还原四种无机化学反应过程中反应液的导电性能变化来指示滴定终点；使用标准工作曲线计算定量结果。
[0008]本发明仪器和方法与现有技术对比的有益效果:
[0009](I)通用性强，可以用于涉及酸碱、沉淀、络合和氧化还原四种无机化学反应的滴定。
[0010](2)操作简单，无需更换和预处理电极。
[0011](3)可以测定低至微升级样品。
[0012](4)设备简单，无需搅拌、控温等辅助设施。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例对本发明的内容作进一步的解释。但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
[0014]实施例一、标定3份约0.500mol/L的HCl样品浓度
[0015]步骤一、配制1.0OOmol/L的NaOH标准滴定液20.0mL并加入滴定液储存瓶中。
[0016]步骤二、利用已知标准浓度的HCl分别配制0.350mol/L、0.400mol/L、0.450mol/L、0.500mol/L、0.550mol/L、0.600mol/L和0.650mol/L的溶液各1.0mL0
[0017]步骤三、将装有0.50mL各标准浓度HCl的一次性玻璃反应管插入非接触高频电子传感器(澳大利亚eDAQ公司，型号ER225)。
[0018]步骤四、设定滴定参数为2.0yL/次分配，间隔20s，共分配400次；设定测定参数为激励电压12V、激励频率2.0MHz、记录周期0.5s，反应温度为室温。
[0019]步骤五、采用自动进样器(型号:AS_2902，北京中仪宇盛科技有限公司)进行标准NaOH滴定液的分配;将端部烷基化过的毛细玻璃管滴定针插入被滴定液。
[0020]步骤六、分别记录各标准浓度HCl的滴定曲线，获得达到滴定终点时所需时长分别为3202s、3340s、3458s、3614s、3745s、3856s和3977s。
[0021 ]步骤七、由HCl的标准浓度(0.350mol/L、0.400mol/L、0.450mol/L、0.500mol/L、0.550mol/L、0.600mol/L和0.650mol/L)和达到滴定终点时所需时长(3202s、3340s、3458s、3614s、3745s、3856s 和 3977s)获得工作曲线的线性回归方程:T(s) = 2602.9C(mol/L) +2297.4(R2 = 0.9983)。
[0022]步骤八、分别取0.50mL各待测样品装入一次性玻璃反应管并插入非接触高频电子传感器。
[0023]步骤九、采用上述制定工作曲线时完全相同的步骤，用1.0OOmol/L的NaOH标准滴定液滴定;分别记录3个待测样品的滴定曲线。
[0024]步骤十、由滴定曲线得知达到滴定终点时3个待测样品所需时长分别为36 2 8 s、35948和36188。代入工作曲线方程，获得它们的浓度分别为0.51111101/1、0.49811101/1^和0.507mol/Lo
[0025]实施例二、滴定I份自来水中Cl—浓度
[0026]步骤一、配制1.0Ommol/L的AgNO3标准滴定液20.0mL并加入滴定液储存瓶中。
[0027]步骤二、利用NaCI标准物质分别配制0.1OOmmol/L、0.150mmol/L、0.200mmol/L、
0.250mmol/L和0.300mmol/L的溶液各1.0mL0
[0028]步骤三、将装有0.50mL各标准浓度NaCl的一次性玻璃反应管插入非接触高频电子传感器。
[0029]步骤四、设定滴定参数为2.0yL/次分配，间隔30s，共分配200次；设定测定参数为激励电压12V、激励频率2.0MHz、记录周期0.5s，反应温度为室温。
[0030]步骤五、采用微量精密蠕动栗进行标准AgNO3滴定液的分配;将端部烷基化过的毛细玻璃管滴定针插入被滴定NaCl液。
[0031]步骤六、分别记录各标准浓度NaCl的滴定曲线，获得达到滴定终点时所需时长分别为 521s、617s、719s、814s 和926s。
[0032]步骤七、由NaCl的标准浓度(0.I OOmmol/L、0.150mmol/L、0.200mmol/L、
0.250mmol/L 和 0.300mmol/L)和达到滴定终点时所需时长(521s、617s、719s、814s 和 926s)获得Cl—浓度滴定工作曲线的线性回归方程:T(s) = 2014.0C(mmol/L)+316.6(R2 = 0.9992)。
[0033]步骤八、取0.50mL待测自来水样品装入一次性玻璃反应管并插入非接触高频电子传感器。
[0034]步骤九、采用上述制定工作曲线时完全相同的步骤，用1.00!111]101/1的48勵3标准滴定液滴定;得到待测样品的滴定曲线。
[0035]步骤十、由滴定曲线得知达到滴定终点时待测样品所需时长为582s。代入工作曲线方程，获得其浓度为0.132mmol/L。
[0036]实施例三、用EDTANa2滴定2份标识浓度约5?6mmol/L的PbSO4溶液
[0037]步骤一、配制10.00mmol/L的EDTANa2标准滴定液20.0mL并加入滴定液储存瓶中。
[0038]步骤二、利用PbSCU标准物质分别配制4.50mmol/L、5.00mmol/L、5.50mmol/L、6.00mmol/L和6.50mmol/L的溶液各1.00mL。
[0039]步骤三、将装有0.40mL各标准浓度PbSO4的一次性玻璃反应管插入非接触高频电子传感器。
[0040]步骤四、设定滴定参数为4.0yL/次分配，间隔30s，共分配250次；设定测定参数为激励电压12V、激励频率2.0MHz、记录周期0.5s，反应温度为室温。
[0041 ]步骤五、采用微量精密蠕动栗进行标准EDTANa2滴定液的分配;将端部烷基化过的毛细玻璃管滴定针插入被滴定PbSO4液。
[0042]步骤六、分别记录各标准浓度PbSO4的滴定曲线，获得达到滴定终点时所需时长分别为 1338s、1407s、1472s、1544s 和 1605s。
[0043]步骤七、由PbSO4的标准浓度和达到滴定终点时所需时长获得滴定工作曲线的线性回归方程:T(s) = 134.2C(mmol/L)+735.1(R2 = 0.9995)。
[0044]步骤八、分别取0.40mL待测PbSO4溶液样品装入一次性玻璃反应管并插入非接触高频电子传感器。
[0045]步骤九、采用上述制定工作曲线时完全相同的步骤，用10.0Ommo 1/L的EDTANa2标准滴定液滴定;得到待测样品的滴定曲线。
[0046]步骤十、由滴定曲线得知达到滴定终点时2份待测样品所需时长分别为145 5 s和1392s ο代入工作曲线方程，获得二者浓度分别为5.36mmol/L和4.89mmol/L。
[0047]实施例四、用Fe(NH4)2(S04)2和H2SO4滴定浓度约70mmol/L的K2CrO7溶液
[0048]步骤一、配制10.0011111101/1^6(冊4)2(304)2+5.0011111101/1^2304标准滴定液20.011^并加入滴定液储存瓶中。
[0049]步骤二、利用K2CrO7 标准物质分别配制 60.00mmol/L、65.00mmol/L、70.00mmol/L、75.00mmol/L和80.00mmol/L的溶液各1.0OmL0
[0050]步骤三、将装有0.50mL各标准浓度K2CrO7的一次性玻璃反应管插入非接触高频电子传感器。
[0051 ]步骤四、设定滴定参数为4.0yL/次分配，间隔60s，共分配200次；设定测定参数为激励电压12V、激励频率2.0MHz、记录周期0.5s，反应温度为室温。
[0052]步骤五、采用精密微量自动进样器进行标准滴定液的分配;将端部烷基化过的毛细玻璃管滴定针插入被滴定K2CrO7液。
[0053]步骤六、分别记录各标准浓度1(2(>07的滴定曲线，获得达到滴定终点时所需时长分别为632s、717s、785s、857s 和934s。
[0054]步骤七、由K2CrO7的标准浓度和达到滴定终点时所需时长获得滴定工作曲线的线性回归方程:T(S) = 14.88C(mmol/L)-256.6(R2 = 0.9988)。
[0055]步骤八、取0.50mL待测K2CrO7溶液样品装入一次性玻璃反应管并插入非接触高频电子传感器。
[0056]步骤九、采用上述制定工作曲线时完全相同的步骤，用标准滴定液滴定;得到待测样品的滴定曲线。
[0057]步骤十、由滴定曲线得知达到滴定终点时待测K2CrO7样品所需时长为790s。代入工作曲线方程，获得二者浓度分别为70.34mmol/L。
【主权项】
1.一种滴定分析方法，其特征在于它的步骤包括配制标准滴定液和标准被滴定液;确定被滴定液样品体积、滴定液分配速率和工作温度;使用非接触高频电子传感器实时监测滴定反应过程中反应液的导电性能变化；以滴定曲线上的拐点为滴定终点，建立达到滴定终点所需时长与被滴定液浓度之间的关系函数作为工作曲线;在相同参数下测定待测样品达到滴定终点所需滴定时长，代入工作曲线求得浓度数据。2.根据权利要求1所述的一种滴定分析方法，其特征在于所述的工作温度根据无机化学反应对温度的要求设定。3.根据权利要求1所述的一种滴定分析方法，其特征在于所述滴定液分配速率根据选定温度条件下该化学反应速率确定。
【专利摘要】一种滴定分析方法，属于无机化学分析领域，它的步骤包括配制标准滴定液和标准被滴定液；确定被滴定液样品体积、滴定液分配速率和工作温度；使用非接触高频电子传感器实时监测滴定反应过程中反应液的导电性能变化；以滴定曲线上的拐点为滴定终点，建立达到滴定终点所需时长与被滴定液浓度之间的关系函数作为工作曲线；在相同参数下测定待测样品达到滴定终点所需滴定时长，代入工作曲线求得浓度数据。本发明通用性强，操作简单，无需更换和预处理电极，滴定过程无需搅拌、控温等辅助设施，可以用于涉及酸碱、沉淀、络合和氧化还原四种无机化学反应的滴定，且灵敏度高，可以测定低至微升级样品。
【IPC分类】G01N31/16
【公开号】CN105651932
【申请号】
【发明人】赵俊, 曲克明, 张旭志, 丁东生, 张艳, 黄梦诗, 陈聚法
【申请人】中国水产科学研究院黄海水产研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月13日