Поделиться статьей
В первой статье мы поговорили на тему: «Как избежать наиболее распространенных ошибок при измерении pH». Теперь я расскажу про электроды для титрования. Вы узнаете, как правильно выбрать электрод для вашей методики, как его чистить и обслуживать, и, что наиболее важно, как вы можете гарантировать, что ваш электрод по-прежнему пригоден для использования.
Ниже вы можете перейти сразу к рассматриваемым темам:
Как правильно подобрать электрод
С огромным разнообразием электродов вы можете задаться вопросом, на что обратить внимание при выборе подходящего электрода для титрования. Првильный выбор электрода зависит от типа выполняемого титрования. Для окислительно-восстановительного и комплексонометрического титрования вам потребуется разные электроды.
Вид электрода сильно зависит от матрицы, объема образца. Если вы работаете с неводными средами, вы должны учитывать возможные электростатические эффекты. Поэтому я рекомендую работать с электродом, который обеспечивает внутреннее электрическое экранирование.
Электрод должен иметь быстрое время отклика и быть достаточно прочным, то есть устойчивым к используемым химическим веществам и процедурам очистки.
Таблица 1. Обзор электродов для различных типов титрования
| Титрование | Возможный электрод для использования | Примечания |
| Фотометрическое титрование | Optrode | Не должно быть осадка |
Окислительно-восстановительное титрование |
Pt ring electrode | — |
| Au ring electrode | — | |
| Pt Titrode | Не требует технического обслуживания, значение pH должно быть постоянным | |
| Au Titrode | Не требует технического обслуживания, значение pH должно быть постоянным | |
| Double Pt sheet electrode | Бивольтамперометрическое/биамперометрическое титрование | |
| Double Au ring electrode | Бивольтамперометрическое/биамперометрическое титрование | |
Осадительное титрование |
Ag ring electrode | — |
| Ag Titrode | Не требует технического обслуживания, значение pH должно быть постоянным | |
Комплексонометрическое титрование |
Copper (Cu) ISE | Почти все ионы металлов |
| Calcium (Ca) ISE | Для жесткости воды | |
ПАВ титрование |
Ionic surfactant electrode | Водные среды, титрование анионных ПАВ |
| Cationic surfactant electrode | Водные среды, титрование катионных ПАВ | |
| NIO electrode | Водные среды, титрование неионогенных поверхностно-активных веществ или использование STPB в качестве титранта | |
| Surfactrode Refill | Неводная среда, pH > 10, не устойчив к хлороформу | |
| Surfactrode Resistant | Неводная среда, pH < 10 | |
| Водное кислотно-щелочное титрование | Ecotrode plus | — |
| Неводное кислотно-основное титрование | Solvotrode easyClean | — |
Для получения дополнительных рекомендаций по выбору электрода обратитесь к нашей онлайн коллекции электродов или ознакомьтесь с буклетом «Electrodes in titration», в котором содержатся практические советы по уходу и техническому обслуживанию.
Техническое обслуживание и очистка
Надлежащая очистка между анализами – это ключевой фактор надежных результатов. Этап промывки должен гарантировать, что ни образец, ни титрант не загрязнят электрод. Ведь загрязнение приведет к эффекту переноса и ложным результатам. Поэтому между титрованиями электрод (а также наконечник бюретки) необходимо промывать подходящим растворителем, таким как деионизированная вода, моющий раствор или любой другой растворитель, который удаляет остатки. При неводном титровании важно выдерживать стеклянную мембрану электрода в деионизированной воде после каждого титрования.
Узнать больше о неводном кислотно-щелочном титровании в нашем блоге.
Nonaqueous acid-base titrations – Common mistakes and how to avoid them
Электрод сравнения и измерительный электрод требуют регулярного обслуживания. Для электрода сравнения очень важно, чтобы он был заполнен до отверстия правильным (и незагрязненным) электролитом. Следует проводить ежедневную проверку уровня электролита и при необходимости доливать эталон. Всегда доливайте эталонный электролит до заливного отверстия. Это обеспечит надлежащий отток электролита и снизит загрязнение.
В дополнение к регулярной доливке электролит следует заменять не реже одного раза в месяц, чтобы гарантировать корректную концентрацию (например, испарение воды может увеличить концентрацию электролита). Использование старого или загрязненного электролита приводит к нежелательному изменению измеряемого потенциала.
Убедитесь, что диафрагма чистая, в противном случае вы можете столкнуться с закупоркой. Это приведет к нестабильному потенциалу из-за отсутствия контакта между электролитом и образцом. На Рис. 2 показан пример загрязненной диафрагмы.
Таблица 2 предлагает некоторые возможные чистящие средства для удаления липких веществ с диафрагмы. После очистки диафрагмы всегда заменяйте электролит.
Таблица 2. Распространенные загрязнения электродов и рекомендуемые чистящие средства для каждой ситуации.
| Загрязнитель | Рекомендуемое чистящее средство |
|---|---|
| Сульфид серебра | 7% тиомочевины в c(HCl) = 0,1 моль/л |
| Хлорид | разбавленный раствор гидроксида аммония |
| Протеины | 5% пепсина в c(HCl) = 0,1 моль/л |
Измерительный электрод нуждается в тщательной очистке не реже одного раза в неделю. Непокрытые металлические кольца или электроды ИСЭ требуют регулярной полировки для поддержания быстрого отклика. Стеклянные или полимерные мембраны нельзя полировать или чистить абразивными средствами. Если электрод используется в маслянистых или липких образцах, может потребоваться обезжиривание или удаление белков с помощью подходящего растворителя.
Еще одним важным моментом, который следует учитывать, является правильное хранение вашего электрода. Неправильное хранение сокращает срок службы электрода. К сожалению, универсального решения не существует. Хранение во многом зависит от типа электрода.
С отдельным индикатором или только электродом сравнения гораздо проще определить правильный раствор для хранения. С комбинированными электродами разобраться несколько сложнее. Комбинированные электроды содержат электрод сравнения и измерительный электрод, каждый из которых имеет разные предпочтения. Поэтому нужно найти компромисс. Электрод сравнения предпочтительно хранить в электролите сравнения, тогда как мембрана индикаторного стекла предпочитает деионизированную воду. С другой стороны, металлический индикаторный электрод лучше хранить в сухом виде.
Для комбинированных рН-электродов с c(KCl) = 3 моль/л в качестве электролита сравнения компания Metrohm разработала специальный раствор для хранения. Все остальные pH-электроды хранятся в соответствующих электролитах сравнения (обычно указанные на электроде, см. Рис. 3).
Металлические электроды также хранятся по-разному, в зависимости от типа. Электроды с комбинированным металлическим кольцом хранятся в электролите сравнения для поддержания диафрагмы в надлежащем состоянии, в то время как электроды Titrode хранятся в деионизированной воде, поскольку эти электроды содержат стеклянную мембрану pH, которую необходимо поддерживать во влажном состоянии. Всегда заполняйте сосуд для хранения вашего электрода примерно 1–2 мл раствора для хранения и регулярно меняйте его, так как он может быть загрязнен образцом или очищающим раствором.
В Таблице 3 приведены типичные условия хранения в зависимости от типа электрода.
Если вы не знаете, как правильно хранить электрод, ознакомьтесь с информацией в нашей брошюре с бесплатными электродами ниже или на сайте.
Flyer: Electrodes in titration
Проверьте свой электрод
Самый простой способ проверить работу вашего электрода — во время эталонного титрования (например, определения титра), которое проводится регулярно (например, еженедельно) и при соблюдении одинаковых условий (размер образца, концентрация титранта и объем добавленной воды). В противном случае вы также можете следовать процедуре, рекомендованной Metrohm.
Процедуру проверки металлических электродов можно найти в документе ниже.
Check of Silver, Platinum and Gold electrodes
Для получения информации о проверке электродов с поверхностно-активным веществом скачайте следующий документ.
Check of surfactant electrodes
Процедура проверки ионоселективных электродов приведена ниже в руководстве ISE.
Leaflet: Manual for ion-selective electrodes
В качестве примера я объясню процедуру тестирования серебряного электрода немного подробнее. Серебряные электроды можно легко проверить стандартным титрованием с использованием соляной кислоты (c(HCl) = 0,1 моль/л) в качестве образца и нитрата серебра (c(AgNO3) = 0,1 моль/л) в качестве титранта. Выполните трехкратное определение с рекомендуемыми параметрами титрования и размером образца.
Следующие параметры оцениваются и сравниваются с оптимальными значениями:
- добавленный объем титранта в точке эквивалентности (ТЭ)
- время до достижения точки эквивалентности
- скачок потенциала (разность потенциалов) между потенциалом, измеренным при 90% и 110% объема ТЭ
Если оцененные данные не соответствуют указанным значениям, тщательно очистите электрод и повторите тест. Если улучшения не наблюдается, электрод следует заменить.
Следующие признаки могут указывать на необходимость замены: замедленная реакция, нестабильный или дрейфующий сигнал, большая продолжительность титрования, меньшие скачки потенциала и плохая форма кривой титрования.
На Рис. 5 ниже показаны две различные кривые титрования кальция и магния в воде с использованием комбинированного ИСЭ для кальция. Верхняя кривая получена с новым Ca-ИСЭ; титрование проходит быстро, и вы получите две точки эквивалентности: по одной для кальция и магния. На нижней кривой использован старый электрод. Титрование занимает гораздо больше времени, и вторая точка эквивалентности для магния больше не может быть определена из-за недостаточной чувствительности электрода.
Заключение
- Качество электрода сильно влияет на качество результатов титрования.
- Надлежащее техническое обслуживание и хранение могут увеличить срок службы электрода.
- Регулярно проверяйте работу электрода или отслеживайте характеристики титрования (длительность, скачок потенциала) с течением времени, чтобы сократить время простоя вашего оборудования.
Your knowledge take-aways
On-demand webinar: Avoid titration mistakes through best practice sensor handling
Основы потенциометрии
В настоящей статье рассматриваются теория, практические аспекты и устранение неполадок в потенциометрии. Язык: английский.
