Соединительные кабели

При проведении ионометрических измерений в условиях повышенной влажности кабель и разъемы могут стать причиной дрейфа потенциала, так как влага, попадая на металлические части электрических проводников, вызывает появление дополнительных гальванических цепей с нестабильными во времени характеристиками. Чем выше сопротивление ионоселективного электрода, тем больший вклад в измеряемую разность потенциалов вносят паразитные гальванические цепи. Удаление влаги с разъемов и кабелей сухим воздухом устраняет источник дрейфа потенциала.

2. Хаотическое изменение потенциала

Хаотическое изменение потенциала в процессе проведения ионометрических анализов вызывается, как правило, одной причиной влиянием статических электрических помех из-за большого электрического сопротивления измерительной цепи. Так как электрическую цепь, помимо прибора, составляют электроды и анализируемый раствор, то любая из этих составных частей на практике может определить общее высокое сопротивление.

Универсальным способом устранения хаотического изменения потенциала во времени, т.е. защитой от электрических помех, является установка заземленных металлических экранов. В идеальном случае электроды и анализируемый раствор помещаются в металлическую коробку с крышкой. Однако чаще всего ограничиваются защитой металлическим листом или сеткой. Кроме того, особое внимание уделяют качеству экранирующей оплетки кабеля и тщательности соединения оплетки со штекером.

Конструкция электродов такова, что препятствие прохождению электрического сигнала может равновероятно создаваться на всем протяжении электрической цепи от штекера до ионоселективной мембраны. Если идет речь о полном отсутствии электрического контакта, то чаще всего обрыв располагается в месте соединения кабеля со штекером. Реже встречаются случаи, в которых ненадежным оказывается кабель и соединение кабеля с телом электрода.

Для ИСЭ с внутренним жидкостным заполнением, обычным является исчерпание раствора в процессе эксплуатации из-за разрушения клеевого соединения мембраны с корпусом.

Препятствия нормальной работе электрода сравнения составляют либо исчерпание внутреннего раствора, либо засорение фитиля (ключа), через который истекает раствор KCl.

Высокое электрическое сопротивление анализируемого раствора в сочетании с высоким сопротивлением электродов может быть существенным препятствием проведению ионометрических измерений из-за статических электрических помех. В аналитической практике такие случаи встречаются не так часто и связаны либо с анализом слабоминерализованных растворов, либо с применением органических растворителей. Для уменьшения сопротивления в анализируемый раствор можно вводить инертные к веществу мембраны электролиты, в дозах, не мешающих проведению определения.

Помехи со стороны раствора заключаются не только в его специфических физико-химических свойствах, но и в чисто механическом препятствии электрическому контакту. Например, образование газовых пузырей на поверхности мембраны электрода оказывает негативное воздействие на стабильность потенциала.

3. Систематическая погрешность анализа

В ионометрии, как и в других методах анализа, почти всегда стоит задача оптимизации условий эксперимента, с целью уменьшения систематической погрешности определения. Помимо очевидной причины, которая заключается во влиянии мешающих определению веществ, систематическую погрешность в ионометрии могут формировать и другие специфические факторы. Ниже перечислены эти факторы в порядке убывания вероятности их возникновения:

дрейф потенциала;

изменение градуировочных характеристик;

Изменение градуировочных характеристик

Изменение градуировочных характеристик вызывается различными причинами, зависящими как от индивидуальных свойств электродов, так и от условий эксплуатации.

Свойства ИСЭ позволяют условно расположить в ряд по мере убывания стабильности градуировочных характеристик следующие типы электродов: стеклянные (pH,pNa), кристаллические и поликристаллические (pCu,pCl), поливинилхлоридные (pK,pCNS).

Относительно условий эксплуатации можно с уверенностью сказать, что градуировка будет тем стабильнее, чем точнее будут исполняться рекомендации технического описания электрода. Однако точное следование инструкции все равно не гарантирует абсолютной стабильности градуировки. Поэтому для уменьшения систематической погрешности рекомендуется градуировать электроды перед каждой серией измерений.

Влияние на градуировку оказывает также температура. Если температура, при которой градуировался электрод, не совпадает с температурой анализируемого раствора, то возникает систематическая погрешность. Для уменьшения погрешности надо постоянно следить за тем, чтобы температура проб и стандартов была одинакова. Если следить за температурой в ходе эксперимента не представляется возможным, существует способ корректировки результатов измерений.

В некоторых случаях (при вялой динамике изменения градуировочных характеристик) смена метода определения позволяет уменьшить погрешность анализа. Например, если изменение градуировочных характеристик выражается только в изменении абсолютного значения потенциала при постоянстве наклона градуировочной функции, то применение метода добавок дает возможность снизить погрешность определения по сравнению с методом градуировочного графика. Применение титриметрии позволяет проводить определения даже в том случае, если изменяется наклон градуировочной функции.

Колебания ионной силы в пробах и в стандартах;

Как известно, на результат ионометрических измерений оказывает влияние ионная сила раствора, как основной фактор, определяющий активность ионов в растворе. Так как в анализируемых объектах возможно колебание ионной силы от пробы к пробе, то в результатах анализа появляется систематическая погрешность. Уменьшить погрешность можно 4-мя способами:

сменой метода анализа, так как по степени уменьшения влияния ионной силы, методы анализа можно расположить в следующем порядке: метод градуировочного графика > метод добавок > титриметрия;

стабилизацией ионной силы в пробах и стандартах раствором инертной соли. Т.е. в пробу и стандарты добавляются равные количества соли, катион и анион которой не являются потенциалопределяющими и не мешают определению. Добавка должна быть такой, чтобы ионную силу раствора определяла в основном вводимая соль. Таким образом, возможные колебания ионной силы в пробах сводятся к минимуму;

разбавлением анализируемой пробы, так как оно приводит к уменьшению вклада ионной силы в активность ионов в растворе;

математическим расчетом ионной силы и коэффициента активности. Расчет в ионометрической практике применяется крайне редко и годится скорее всего для проведения научных исследований, чем для проведения массовых анализов.

Методические ошибки в процедуре проведения анализа;