Рідинний сенсор

Рідинний сенсор, який складається із скляної циліндричної комірки з конічною вершиною, двох генераторних електродів, індикаторної системи і вертушки магнітної мішалки, який відрізняється тим, що генераторний електрод у вигляді торця дроту з благородного матеріалу розташовано знизу та збоку комірки, другий генераторний електрод розташовано в окремій ємності, а контакт з ним здійснюється через електролітичний ключ, який виконаний у вигляді стрічки дерев'яного шпону, торець якого розташовано діаметрально по відношенню до основного електрода, в комірку введено електролітичний ключ від індикаторного електрода порівняння та два ниткових платинових електроди, причому вертушка магнітної мішалки має форму дуги. Корисна модель відноситься до техніки інструментального хімічного аналізу. Відомо аналогічний пристрій, який являє собою комірку для кулонометричного титрування при постійній силі струму з потенціометричною індикацією кінцевої точки титрування [Г. Юинг. Инструментальные методы химического анализа: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - С.370-371]. Комірка являє собою скляну склянку з плоским дном, на якому розташовується вертушка магнітної мішалки. Вертушка являє собою стержень з феромагнітного матеріалу, який заключили в оболонку з хімічно індиферентного матеріалу. У комірку занурені генераторні та індикаторні електроди. Недоліком аналогу є неможливість значно зменшити розміри комірки через те, що це спричиняє зменшення розмірів вертушки, що послабляє взаємодію вертушки з магнітом мішалки і погіршує перемішування. Відомо аналогічний пристрій [Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физикохимические методы анализа: Учеб. для почвенноагрохим. спец. ун-тов, и вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - С. 150-151] для кулонометричного титрування кислоти. Комірка являє собою скляну склянку, на плоскому дні якої розташовується вертушка магнітної мішалки. Вертушка являє собою стержень з феромагнітного матеріалу, розміри якого менше діаметру склянки. Недоліком аналогу є неможливість зменшення розмірів комірки через те, що це спричиняє змен шення розмірів вертушки, що послабляє взаємодію вертушки з магнітом мішалки і погіршує перемішування. Найбільш близьким до пропонованого рішення (прототип) [Рішення про видачу деклараційного патенту на винахід від 22.06.2004. Комірка для електрохімічного аналізу// Кричмар СИ., Безпальченко В.М., Карпухін Ю.Ю. МПК7 G01 N27/26] є комірка для електрохімічного аналізу, яка складається зі скляного корпусу, що знизу плавно переходить в усічений конус з вершиною у вигляді півсфери. На корпусі комірки виконана розмітка об'єму. Довжина вертушки магнітної мішалки, яка процесує по внутрішній поверхні, не більше довжини утворюючої конуса. Дротовий платиновий робочий електрод закріплений у вигляді спіралі внизу на поверхні електролітичного ключа. Електролітичний ключ виконаний у вигляді капіляру з фторопласту, у якому розміщена бавовняна нитка, що просочена розчином калій хлориду. Виносний допоміжний електрод - хлоридсрібний. Для проведення вимірів рН чи кислотно-основного кулонометрического титрування досить 1-3 краплі розчину. У прототипі обмежені можливості вибору засобів аналізу. Задачею корисної моделі є створення рідинного сенсору з більш широкими можливостями вибору засобів аналізу при збереженні чутливості, яка досягнута у прототипі. Поставлена мета досягається тим, що у відомому технічному рішенні, що уявляє собою рідин «* 2 СО а> ний сенсор, який складається із скляної циліндричної комірки з конічною вершиною, двох генераторних електродів, індикаторної системи і вертушки магнітної мішалки, генераторний електрод у вигляді торця дроту з благородного матеріалу розташовано знизу та збоку комірки, другий генераторний електрод розташовано в окремій ємності, а контакт з ним здійснюється через електролітичний ключ, який виконаний у вигляді стрічки дерев'яного шпону, торець якого розташовано діаметрально по відношенню до основного електрода В комірку введено електролітичний ключ від індикаторного електрода порівняння та два ниткових платинових електроди Вертушка магнітної мішалки має форму дуги Розташування і форма генераторних електродів, особливості виконання електролітичного ключа направлені на поліпшення параметрів сенсора - при збереженні мінімального об'єму, створення ефективного перемішування електроліту, - зниження електричного опору електролітичного ключа При ацидометричному титруванні наявність ниткових платинових електродів дає можливість проводити кондуктометричну індикацію точки еквівалентності Наявність електролітичного ключа індикаторного електрода порівняння разом з нитковими платиновими електродами дає можливість потенціометричної індикації точки еквівалентності Для йод-йодидного або бром-бромідного кулонометричного титрування використовується генераторна система і індикаторна система із платинових ниткових електродів і електрода порівняння Форма магнітної мішалки дозволяє значно поліпшити перемішування, тому що при однаковій швидкості крутіння, мішалка захоплює більше рідини, ніж у разі прототипу Таким чином, основними суттєвими ознаками корисної моделі є 1) розташування і форма генераторних електродів, 2) виконання електролітичного ключа у вигляді стрічки дерев'яного шпону, 3) введення п'ятого індикаторного електрода порівняння, 4) форма мішалки у вигляді дужки На Фіг 1 представлено сенсор в скляний корпус 1 вміщені ниткові платинові електроди 2, індикаторний електрод порівняння 3, вертушка магнітної мішалки 4, електроліт 5, з лівого боку відкритого нижнього кінця корпусу розташовано торець платинового генераторного електрода 6, з правого - торець дерев'яного шпону 7, лівий торець електролітичного ключа введено у нижній кінець корпусу генераторного електрода 8, який заповнено допоміжним електролітом 9 та дріт срібла 10 Сенсор змонтовано на основі із органічного скла 11 Генераторні електроди підключено до гальваностату Працюють з сенсором наступним чином Ацидометрія А) Якщо індикація кінцевої точки титрування візуальна, у цьому разі у комірку 1 заливають рідину, яку аналізують, наприклад з домішкою фенолфталеїну, вмикають гальваностат і секундомір, 10403 при цьому фіксують величину генераторного струму, фіксують термін зміни забарвлення розчину. КІЛЬКІСТЬ титрату визначають за законом Фарадея Б) При потенціометричній індикації кінцевої точки титрування підключають ниткові платинові електроди 2 до високоомного мілівольтметру сталого струму, вмикають генераторний струм, через рівні проміжки часу фіксують показання потенціалу, будують залежність потенціалу від часу титрування В цьому разі точку еквівалентності визначають в той момент, коли швидкість зміни потенціалу від часу найвища В) При кондуктометричній індикації підключають обидва ниткові платинові електроди 2 до мосту змінного струму Вмикають генераторний струм, через рівні проміжки часу фіксують величину електропровідності, будують графік її залежності від часу Точка (або точки) еквівалентності знаходять по зламам залежності електропровідності від часу. Йодометрія Г) В цьому разі підключають один або обидва ниткові платинові електроди до негативного полюсу потенціометра сталого струму, а допоміжний електрод до позитивного Вмикають генераторний струм та секундомір, фіксують термін, за який відбувається значне перевищення величини індикаторного струму Приклад здійснення У скляну комірку, яка має форму усіченого конусу, загальним об'ємом 2,5мл, нижня частина якої має отвір діаметром 1,5мм, зліва введено торець платинового електрода діаметром 0,5мм, справа введено торець дерев'яного шпону товщиною 0,5мм Вертушка довжиною 6мм, товщиною 1мм у вигляді дужки виконана з стального дротику, який запечатаний у фторопластовий капіляр Другий кінець шпону заведено у скляний корпус допоміжного генераторного електрода, що заповнений розчином з молярної концентрацією калій хлориду I моль/л, рівень якого сягає 45-50мм Також в корпус введено срібний дріт товщиною 0,5мм Основа I1 виконана із органічного скла У комірці 1 зверху розташовані два ниткові платинові електроди довжиною 20мм і товщиною 0,1мм та кінець електролітичного ключа електрода порівняння, який уявляє собою тефлоновий капіляр, що заповнений насиченим розчином калій хлориду з агаром Другий кінець електролітичного ключа введено в корпус індикаторного хлоридсрібного електрода порівняння Приклад аналізу кислотності шлункового соку У комірку вводять 50 мікролітрів (1 крапля) розчину з молярною концентрацією еквівалентів натрій сульфату 0,001 моль/л, який насичено хінпдроном Занурюють ниткові платинові індикаторні електроди і електролітичний ключ електрода порівняння Платинові електроди та індикаторний електрод порівняння, які запаралелені, підключають до пристрою "рН-метр милливольтметр рН-121", а генераторні електроди до гальваностату Вводять у комірку інсуліновим шприцом 25 мікролітрів 20% водний розчин шлункового соку Вмикають генераторний струм, через рівні проміжки часу фіксують показання потенціалу Будують залежність потенціалу від часу титрування Точку еквівалентності визначають в той момент, коли швидкість зміни 5 10403 6 потенціалу від часу найвища. використовувати в медицині, біології, криміналісІз приведеного прикладу титрування шлункотиці. вого соку зрозуміло, що корисну модель можна 10 Фіг.1 Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 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 - 4 2 , 01601