Устройство для потенциометрических измерений йода
Полезная модель относится к области аналитического приборостроения, преимущественно к устройствам для автоматического определения содержания микроколичеств йода в биологических жидкостях, экологических объектах, продуктах и лекарствах на основании прямых потенциометрических измерений и расчета. Устройство отличается тем, что в него введена емкость с этиловым спиртом, соединенная с потенциометрической ячейкой через второй дозатор, управляющий вход которого подключен к выходу программного устройства. Устройство было успешно опробовано с системе Госсанэпиднадзора г. Северска Томской области.
Полезная модель относится к области аналитического приборостроения, преимущественно к устройствам для автоматического определения содержания микроколичеств йода в биологических жидкостях, экологических объектах, продуктах и лекарствах на основании прямых потенциометрических измерений и расчета результатов анализа непосредственно из уравнения Нернста. Изобретение может быть использовано при оперативном контроле йодид-иона в моче.
Известно устройство для автоматического титрования [А.с. 
966580, G01N 27/42. Опуб. 15.10.82, бюл. 38], содержащее аналитическую ячейку с индикаторным концентратомером, соединенную с задатчиком конечной точки титрования, нуль-индикатор, двухпозиционный исполнительный элемент, подключенный к задатчику паузы и устройству генерирования титранта, соединенному с ячейкой, введены дополнительно амплитудно-временной преобразователь величины зоны нечувствительности в величину порции титранта и блок дискретного изменения нечувствительности, при этом первый и второй входы блока дискретного изменения зоны нечувствительности соединены с выходом задатчика конечной точки титрования и с индикаторным концентратомером, а выход - с нуль-индикатором, выход которого подключен к первому входу амплитудно-временного преобразователя величины зоны нечувствительности в величину порции титранта, второй вход которого соединен с задатчиком паузы, а выход - с третьим входом блока дискретного изменения нечувствительности и с двухпозиционным исполнительным элементом.
Недостатком устройства является многостадийность титрования, что увеличивает время проведения анализа, а также невозможность воспроизведения и сходимости результатов определения йодид-ионов при использовании йодид-селективного электрода вследствие отравления поверхности этого электрода в присутствии органических соединений.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является автоматический анализатор остаточного активного хлора [Заявка на изобретение 94007261, G01N 27/26. Опуб.27.06.1996.], принятый за прототип. Анализатор содержит потенциометрическую ячейку, первый и второй электроды которой подключены соответственно к первому и второму входам измерительного усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства обработки результатов измерений, программное устройство, первый и второй выходы которого подключены соответственно к впускному клапану и мешалке потенциометрической ячейки, емкость с фоновым электролитом, соединенную с потенциометрической ячейкой через дозатор, управляющий вход которого подключен к третьему выходу программного устройства, отличающийся тем, что в него введены датчик температуры, генератор тока, коммутирующее устройство, проточная камера, а в состав потенциометрической ячейки введены третий и четвертый электроды, соединенные с выходом генератора тока через коммутирующее устройство, к управляющему входу которого подключен четвертый выход программного устройства, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства обработки результатов измерений, датчик температуры подключен к третьему входу измерительного усилителя, при этом потенциометрическая ячейка и датчик температуры размещены внутри проточной камеры.
Недостатком устройства является невозможность воспроизведения и сходимости результатов определения йодид-ионов вследствие отравления поверхности селективного электрода.
Недостатком устройства является необходимость использовать большой объем анализируемых растворов, т.к. анализатор имеет проточную камеру.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании устройства, позволяющего оперативно проводить контроль проб на содержание йодид-ионов с небольшим объемом анализируемого раствора при максимальном упрощении конструкции устройства.
Поставленная задача решается тем, что устройство для потенциометрических измерений йода содержит потенциометрическую ячейку с мешалкой, электрод сравнения и индикаторный электрод ячейки подключенные, соответственно, к первому и второму входам измерительного усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства обработки результатов измерений, емкость с аттестованной смесью йодид-ионов, соединенную с потенциометрической ячейкой через первый дозатор, управляющий вход которого подключен к первому выходу программного устройства, соединенного с первым выходом устройства обработки результатов измерений, датчик температуры, соединенного со вторым входом устройства обработки результатов измерений, причем, в него введена емкость с этиловым спиртом, соединенная с потенциометрической ячейкой через второй дозатор, управляющий вход которого подключен ко второму выходу программного устройства, контролер дисплея, соединенный со вторым выходом устройства обработки результатов измерений, блок формирования выходных сигналов, соединенный с третьим выходом устройства обработки результатов измерений.
На фиг. 1 показана блок-схема устройства.
Устройство содержит потенциометрическую ячейку 1 объемом 25-50 мл с электродом 2 сравнения, индикаторным электродом 3 и датчиком 4 температуры, измерительный усилитель 5, устройство 6 обработки результатов измерений, программное устройство 7, емкость 8 с аттестованной смесью йодид-ионов, дозатор 9, емкость 10 с 96%-ным этиловым спиртом, дозатор 11, контролер дисплея 12, блок 13 формирования выходных сигналов. Потенциометрическая ячейка 1 имеет магнитную мешалку 14.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии программное устройство 7 находится в состоянии «Выключено». Анализируемую пробу раствора, например, мочу, объемом 10-20 мл помещают в потенциометрическую ячейку 1, выполненную в виде стеклянного стакана, установленного на магнитную мешалку в который помещают электрод 2 сравнения, индикаторный электрод 3 и датчик 4 температуры. Включают магнитную мешалку 14. По команде «Пуск» программное устройство 7 добавляет посредством дозатора 11 из емкости 10 в потенциометрическую ячейку спирт в объеме 5-10 мл. Через 3 минуты устройство 6 обработки результатов измерений регистрирует и фиксирует равновесное значение потенциала йодид селективного электрода Е] и дает команду программному устройству 7 на подачу аттестованной смеси йодид-ионов, для нашего примера это стандартный раствор йодид-ионов концентрацией 10 мг/л, в количестве 0,1-0,2 мл из емкости 8 дозатором 9. Через 3 минуты устройство 6 обработки результатов измерений регистрирует и фиксирует равновесное значение потенциала йодид селективного электрода E2 и снова дает команду программному устройству 7 на подачу аттестованной смеси йодид-ионов такого же количества. Через 3 минуты устройство 6 фиксирует равновесное значение потенциала йодид селективного электрода E3.
Затем в автоматическом режиме устройство 6 обработки результатов измерений определяет разности между полученными значениями потенциалов йодид селективного электрода: 
E2=E2-E1 и E3=E3-E1, рассчитывает значение функции от концентрации R=E3/E2 и определяет концентрацию йодид-ионов в анализируемой пробе по формуле Cx/C·10-6 моль/л. В алгоритме программы расчета отношение Cx/C определяется по зависимости R=f(Cx/C), которая составлена по таблице, разработанной фирмой Orion для определения концентраций по методу двойных стандартных добавок (см. таблицу).
Результаты расчета выводятся на контролер дисплея 12 в виде конкретного числового значения, моль/л, содержания йодид-иона в анализируемом растворе.
Для проведения следующего анализа убирают стаканчик с предыдущей пробой, промывают электроды и датчик температуры дистиллированной водой и помещают на магнитную мешалку стакан для следующей пробы.
Датчик 4 температуры предназначен для измерения температуры анализируемого раствора с целью применения термокомпенсации при обработке результатов измерений и расчете содержания йодид-ионов, индикации температуры анализируемого раствора на дисплее и выдачи сигнала в случае выхода температуры раствора за пределы допустимых значений.
Блок 13 формирования выходных сигналов предназначен для совместной работы устройства с персональной ЭВМ.
Предлагаемая полезная модель устройства для потенциометрических измерений йода позволяет оперативно проводить контроль на содержание йода проб с небольшим объемом анализируемого раствора при максимальном упрощении конструкции устройства. Устройство может быть адаптировано к определению йодид-ионов с йодид-селективным электродом в подготовленных пробах различных пищевых продуктов и биообъектах. Устройство было успешно опробовано с системе Госсанэпиднадзора г. Северска Томской области.
Устройство для потенциометрических измерений йода, содержащее потенциометрическую ячейку с мешалкой, электрод сравнения и индикаторный электрод ячейки, подключенные соответственно к первому и второму входам измерительного усилителя, выход которого соединён с первым входом устройства обработки результатов измерений, ёмкость с аттестованной смесью иодид-ионов, соединённую с потенциометрической ячейкой через первый дозатор, управляющий вход которого подключён к первому выходу программного устройства, соединённого с первым выходом устройства обработки результатов измерений, датчик температуры, соединённого со вторым входом устройства обработки результатов измерений, отличающееся тем, что в него введена ёмкость с этиловым спиртом, соединённая с потенциометрической ячейкой через второй дозатор, управляющий вход которого подключен ко второму выходу программного устройства, контролёр дисплея, соединённый со вторым выходом устройства обработки результатов измерений, блок формирования выходных сигналов, соединённый с третьим выходом устройства обработки результатов измерений.
