Спосіб визначення ph рідини і пристрій для його здійснення

1. Спосіб визначення рН рідини з використанням електрода порівняння і двох іоноселективних вимірювальних електродів, включених в електричні ланцюги вторинних вимірювальних перетворювачів, який відрізняється тим, що використовують вимірювальні електроди з однаковими значеннями параметрів теплової інерції і різними значеннями параметрів координат їх ізопотенціальних точок, відповідно Ei1 , pHi1 - для першого і Ei2 , pHi2 - для другого електродів, поміщають електроди в рідину, 3 рішення і вибраний як прототип для кожного з винаходів, що входять до заявленої групи. У основу винаходу поставлена задача створення способу вимірювання рН рідини і пристрою для здійснення цього способу, в яких забезпечується технічний результат - виключення фактора впливу температури рідини на результат вимірювань, що підвищує точність визначення рН рідини. Поставлена задача вирішується тим, що використовують підключені до електричного ланцюга один електрод порівняння і два іоноселективних вимірювальних електроди. Новим є те, що вимірювальні електроди мають однакові значення параметрів теплової інерції і однакові водневі функції з різними значеннями параметрів координат ізопотенціальних точок, відповідно, Ei1 , pHi1 і Ei2 , pHi2 , занурюють електроди в рідину і реєструють потенціали E1 першого вимірювального електрода і E 2 другого вимірювального електрода, обчислюють рН рідини за формулою   pHi2  pHi1 , pH  (1)  1 E  Ei1 де   1 . E2  Ei2 У наведеній формулі відсутня залежність результату визначення рН від температури рідини. Суть заявленого способу пояснюється наступним. Відомо [6], що відповідно до рівняння Нерста залежність потенціалу Е вимірювального електрода від рН рідини виражається рівнянням RT pH  pHi  , E  Ei  2,303 (2) F де Т - температура рідини; R - універсальна газова постійна; F - постійна Фарадея. Для потенціалів двох вимірювальних електродів можемо записати RT pH  pHi1, E1  Ei1  2,303 F (3) RT pH  pHi2 . E2  Ei2  2,303 F Перетворимо систему рівнянь (3) до вигляду RT pH  pHi1, E1  Ei1  2,303 F (4) RT pH  pHi2 . E2  Ei2  2,303 F Розділивши перше рівняння системи (4) на друге, отримаємо E1  Ei1 pH  pHi1 .  (5) E2  Ei2 pH  pHi2 Вирішивши рівняння (5) відносно рН, отримаємо   pHi2  pHi1 pH  , (6)  1 E  Ei1 де   1 . E2  Ei2 Таким чином, результат вимірювання не залежить від температури рідини, якщо значення теп 94456 4 лової інерційності вимірювальних електродів однакові і значення параметрів координат ізопотенціальних точок pHi1  pHi2 . Це забезпечує підвищення точності вимірювань. У заявленому способі як іоноселективні вимірювальні електроди можуть бути використані необхідні однотипні електроди ЕСП-01-14, що випускаються промисловістю, з різними значеннями координат їх ізопотенціальних точок [7]. Наприклад, для першого електрода (шифр 4) рНi1 = 4,25 од. рН, Еi1 = - 25 мВ; для другого електрода (шифр 7) рНi2 = 7 од. рН, Еi2 = - 50 мВ. Систему електродів поміщають в досліджувану рідину і реєструють потенціали Е1 і Е2 на виходах відповідно першого і другого електродів. Обчислюють рН рідини за формулою (6). Поставлена задача винаходу вирішується також тим, що в заявленому пристрої, який містить електрод порівняння, два іоноселективних вимірювальних електроди і перший, другий вторинні вимірювальні перетворювачі, до входів яких підключені електрод порівняння і відповідно перший, другий вимірювальні електроди, новим є те, що виходи першого і другого вторинних вимірювальних перетворювачів підключені до входів відповідно першого і другого перетворювачів напруги в цифру, виходи яких підключені до мікропроцесора, вихід якого є виходом пристрою, причому параметри теплової інерції першого і другого вимірювальних електродів рівні, а параметри їх ізопотенціальних точок різні. Суть винаходу пояснюється ілюстрацією, на якій наведена структурна схема заявленого пристрою. До складу пристрою для визначення рН рідини входять перший вимірювальний електрод ВЕ-1 1, другий вимірювальний електрод ВЕ-2 2, електрод порівняння ЕП 3 і перший 4, другий 5 вторинні вимірювальні перетворювачі, відповідно ВВП-1, ВВП-2. До входів ВВП-1 і ВВП-2 підключені електрод порівняння 3 і відповідно перший, другий вимірювальні електроди 1, 2. Виходи ВВП-1 і ВВП-2 підключені відповідно до входів першого 6 і другого 7 перетворювачів напруги в цифру, відповідно ПНЦ-1 і ПНЦ-2, виходи яких подані на входи мікропроцесора МП 8, вихід якого є виходом пристрою. Пристрій працює таким чином. При поміщенні електродів в рідину на виходах вимірювальних електродів 1 і 2 та вторинних вимірювальних перетворювачів 4 і 5 виникають потенціали Е1 і Е2, які потім перетворюються ПНЦ 6 і 7 в цифрову форму і надходять в мікропроцесор 8. Мікропроцесор 8 обчислює рН рідини за формулою (1). Джерела інформації: 1. Gray, David H., Santini, Edward P. Cycle chemistry pH measurement // Electric Utility Chemistry Workshep. - Champaign, Illinois, 1998. 2. Пристрій для вимірювання рН в морській воді. Великобританія, заявка № 2173906. Опубл. 22.10.86. 3. рН-метр. АС СРСР № 918839. Опубл. Би. І. № 43,1982. 5 94456 4. Цифровий рН-метр. Японія, заявка № 552022. Опубл. 18.01.80. 5. Спосіб вимірювання значення рН рідини. ФРН, заявка № 2617045, G01 N 27/46. Опубл. 17.08.78 - прототип. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 6. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. Учеб. пособие для ун-тов. М.: Высш. школа, 1975.- С. 295 с ил. 7. Электрод ЭСП-01-14 стеклянный промышленный для измерения величины рН http://www.zipgomel.com/ESP-01-14. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601