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1.儀器主要技術參數
ZDJ-4A自動電位滴定儀主要技術參數見表。
項目 | pH | 電位值 | 溫度/℃ |
測量范圍 分辨率 基本誤差 |
0.00~14.00 0.01pH ±0.01pH±1個字 |
-1800~1800.0 0.1 ±0.03%FS |
-5~105.0 0.1 ±0.3℃±1個字 |
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10ml滴定管 | 20ml滴定管 |
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滴定管容量允差/mL | ±0.025 | ±0.035 |
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滴定管輸液或補液速度/s | 50±10(滴定管滿度時) | ||
滴定分析重復性/% | 0.2 | ||
滴定控制靈敏度/mV |
±2 |
2.儀器安裝
(1)安裝環境要求 操作室環境溫度為5~35℃,室內相對濕度不大于80%;供電電源為交流220V±22V,頻率為50Hz±1Hz,如達不到要求,應配備穩壓電源。儀器需有良好接地,實驗室除地磁場外,無強電磁場干擾。操作室內要有通風裝置,裝有化驗盆、水龍頭等設施,工作臺堅固防振。實驗室還應備有專用廢液收集桶,配有窗簾,避免陽光直射。
(2)儀器安裝
①詳細閱讀儀器說明書。按儀器說明書,檢查儀器零部件是否齊全。
②安裝攪拌器和溶液杯。把電極桿旋入主機面板右上角螺孔內,旋緊。在電極桿上裝上攪拌器,并用緊固螺釘鎖緊攪拌器,然后在其上方再裝上溶液杯支架,并旋緊固定螺釘。
③安裝滴定管。安裝滴定管時,先將活塞連桿拔出,將滴定管上的活塞桿插入頂桿的燕尾槽內,往下壓緊旋轉滴定管,檢查是否吻合,旋緊滴定管上的壓緊螺母。
④連接輸液管,安放溶液杯。將*長的一根作為進液管,*短的一根作為連接三通閥和滴定管,另一根輸液管連接三通閥和滴定毛細管,旋緊接口處螺母,以防止液體泄漏。注意,輸液管安裝要平整不能彎折,應呈現自然彎曲狀態;旋緊時,輸液管不能有位移和彎折現象。將滴液管插在支架上的滴液管孔內。在溶液杯里放入攪拌子,將溶液杯裝在溶液杯支架上,并調整好位置,使之置于攪拌器上。
⑤安裝電極,連接電源。將攪拌器電源插頭插入儀器后背攪拌器插座內。按具體分析需要,安裝上電位滴定所需要的電極,如酸堿滴定可選擇pH復合電極和溫度傳感器。安裝時,先拔出復合電極電極套,再將電極插頭插入儀器后背測量電極1插座內(注意,測量電極2插座上接有Q9短路插頭不能拔出,必須保證測量電極2上的Q9插頭短路良好),將電極插入溶液杯支架上的電極孔內。將溫度傳感器插頭插入儀器后背溫度電極插座內,傳感器同樣也插入溶液杯支架上的孔內。在潔凈且干燥的溶液杯中移進一定量的試液,放入攪拌子,小心移動電極支架,將電極和溫度傳感器浸入試杯溶液中,連接儀器電源。
⑥儀器與計算機連接。連接計算機與儀器RS232通信接口;連接打印機。
⑦開啟計算機,將光盤放入光驅中,安裝儀器工作軟件(軟件由廠商提供)。
3.儀器操作鍵的功能和使用
儀器面板上設有22個鍵,分別為0~9數字鍵、“·”、“—”、“F1”、“F2”、“F3”、“mV/pH”、“標定”、“模式”、“設置”、“攪拌”、“打印”和“退出”鍵,其中有些鍵為共用鍵下面簡要介紹這些鍵的功能和使用方法。
(1)0~9數字鍵、“·”、“—”用于數據輸入,其中數字鍵:“2”、“4”、“6”、“8”分別兼作下調、左調、右調、上調鍵用,“3”、“9”分別為兼作PgDn(下頁)和PgUp(上頁)鍵,“5”兼作“Input”鍵,這些都是共用鍵。左調和右調鍵,下調和上調鍵在許多狀態下,用于移動光條和調節數值在設置過程中,左調或右調鍵可選擇終點數,黑色表示選中;按上調或下調鍵可移動光標進行選項;PgDn鍵和PgUp鍵用于菜單翻頁; Input鍵用于模式名稱輸入。
(2)F1、F2、F3鍵 它們分別表示在儀器當前狀態下,顯示屏右方格中所顯示的相應的功能。例如,儀器在某狀態下,與F1鍵相應位置的顯示屏右方格顯示“滴定”,此時按下F1鍵儀器進入滴定功能;與F2鍵相應位置的顯示屏右方格顯示“補液”,此時按下F2鍵,儀器進入補液功能;F3鍵對應“清洗”,按“F3”鍵,儀器進入清洗功能。若儀器在某另一狀態下,F2鍵對應“設置”,按F2鍵,儀器進行參數修改;F3鍵對應“下頁”,按F3鍵,儀器顯示屏將顯示下頁內容。
(3)模式鍵按下此鍵,儀器進入模式滴定功能,包括模式的載入、模式參數的修改、模式刪除以及模式的生成等(詳細操作方法請閱讀說明書)。
(4)設置鍵用于設置參數,包括用于設置測量電極插口、滴定管、滴定管系數、日期、時間、預滴定參數和預控滴定參數等(詳見說明書)。
(5)mV/pH鍵用于mV、pH兩種測量狀態之間的切換。
(6)標定鍵用于標定pH電極的斜率。
(7)打印鍵用于檢測打印機,打印滴定結果、滴定數據、滴定曲線等。
(8)攪拌鍵用于啟動攪拌器并可設置攪拌速度。
(9)退出鍵用于退出儀器的當前功能模式。按下此鍵,儀器退出當前的功能模式,返回到上一次菜單,相當于“Esc”鍵。
4.滴定模式簡介
儀器設有如下5種滴定模式。
(1)預滴定模式這是儀器主要滴定模式**,許多模式滴定都要從預滴定模式產生,儀器可通過預滴定模式自動找到滴定終點,從而生成專用滴定模式。
(2)預設滴定終點如果操作者已知滴定終點的pH或電位值,可用預設終點滴定功能進行滴定此時只需輸入終點數,如終點pH或電位值或預控點值(預控點是指快速滴定到慢速滴定的切換點),即可進行滴定。
(3)模式滴定儀器提供兩種專用模式滴定。A模式為HCl滴定NaOH;B模式為K2Cr2O7滴定Fe2+;其余模式滴定需要操作者**行預滴定,取得滴定參數,再通過按“模式”鍵,將所得參數儲存于儀器中方可生成專用滴定模式。此后只需載入此模式即可進行滴定(模式生成方法詳見說明書)。
(4)手動滴定儀器通過設定添加體積進行手動滴定,利用手動滴定模式可幫助操作者找到滴定終點,從而生成專用滴定模式。
(5)空白滴定該模式適用于滴定劑消耗少(1mL以下)的滴定體系。在此模式中,儀器每次添加體積為0.02mL,操作者可以修改此參數,也可以自己設置預加體積數,以加快滴定速度,從而以此尋找滴定終點,生成專用滴定模式。
5.儀器參數設置
儀器參數設置包括:設置電極插口、設置滴定管、設置滴定管系數、設置攪拌器開始速度、設置預滴定參數、設置預控滴定參數、設置日期和時間、設置打印機類型等。
(1)電極插口設置 當電極插在電極插口1時,必須相應地將電極插口設置為“插口1”;如若電極插在插口2上,則應將電極插口設置為“插口2”。操作如下:在儀器的起始狀態下,按設置鍵,儀器進入設置模式。儀器光標顯示在“電極插口”上,按“F2”設置鍵,再按“PgDn”或“PgUp”鍵,使儀器顯示“電極插口2”,然后按“F2”鍵確認即可。
(2)滴定管設置 儀器提供10mL和20mL兩種體積滴定管。操作時應根據所選擇的滴定管體積進行設置。如使用20mL滴定管應將滴定管設置為20mL。否則將直接導致儀器不能正確顯示滴定溶液的體積。設置操作方法是:在儀器的起始狀態下,按儀器“設置”鍵,儀器進入設置模式,移動光標至滴定管上,按“F2”設置鍵,再按“PgDn”或“PgUp”鍵,使儀器顯示“滴定管20mL”,按“F2”確認鍵,確認設置。
(3)滴定管系數設置 每支滴定管均標有滴定系數,使用時應按以下方法設置:按“設置”鍵,進入設置模式,按“▼”鍵,使光標顯示在滴定管系數上,按“F2”鍵,按上調或下調鍵,調節滴定管系數至已知數值,調節完畢,按“F2”確認鍵,確認設置。
(4)預滴定參數設置 一般情況下不必設置預滴定參數,因為儀器一般已能滿足滴定要求。當預滴定突躍偏低或噪聲太大,無法正確找到滴定終點時,則需將終點突躍設置為“小”。儀器只提供“預滴定結束體積”和“預滴定終點突躍”2個參數量。
①預滴定結束體積設置。在預滴定時,找到一個滴定終點后儀器自動進行下一個終點尋找,并不停止滴定,必須按終止鍵或根據結束體積設置值停止滴定。結束體積省缺值為40mL,可根據實際需要重新設置。設置方法是:按“設置”鍵進入設置模式,移動光標至“結束體積”,按“F2”設置鍵,儀器進入“預滴定結束體積”的設置狀態,按需要用數字鍵輸入預滴定結束體積值,輸入完畢,按“F2”確認鍵。
②預滴定終點突躍設置。突躍量大小一般無需修改,因為更動突躍量大小會直接影響下次滴定的終點。若需要更動,先移動光標至“終點突躍”,按“F2”設置鍵,儀器進入“預滴定終點突躍”設置狀態,一般只需選擇終點突躍為“大”、“中”、“小即可。
(5)攪拌器速度設置 在預置有一定量被測溶液的溶液杯中放入攪拌子,并將溶液杯置攪拌器上,按下攪拌鍵,儀器進入攪速度設置狀態,按上調或下調逐步增加或降低攪拌器速度(也可按“F2”設置鍵,再輸入攪拌速度值,按“F2確認鍵,退出輸入狀態),攪拌器即可按新速度開始攪拌。如果輸入有誤可按“F3”消除鍵清除后重新輸入。
(6)打印機設置儀器兼容PT-16、PT-24和PT-40三種型號打印機,一般多使用PT-40型。使用時應設置相應的型號。設置方法:在起始狀態下,按“設置”鍵,再按“▲”或“▼”鍵,選中“打印機”,按“F2”設置鍵,進入打印機設置狀態,按“PgDn”或“PgUp”鍵,選擇對應的打印機型號,選擇結束按“F2”確認鍵。
(7)日期設置按“設置”鍵,進入設置狀態,按“▲”或“▼”鍵,移動光標至日期上,按“F2”設置鍵,即可設置日期,再按左調或右調鍵,移動左右光標至需要設置的年、月、日上,再按左調或下調鍵調節至具體的年、月、日。
6.儀器使用操作步驟
以酸堿滴定(預設終點法)為例?!?
(1)實驗前準備
①仔細閱讀儀器說明書和軟件使用說明。
②打開儀器電源開關,預熱幾分鐘;打開電腦,進入軟件起始狀態。
③清洗輸液管并趕走管內氣泡將輸液管(管外壁的水已用吸水紙吸千),插入0.1000mol/LHC標準溶液瓶中,將200mL空燒杯放在攪拌器上,按“F3”清洗鍵,按上調或下調鍵選擇清洗次數(建議清洗6次以上)。再按下“F2”確認鍵,儀器開始清洗。清洗過程應檢查輸液管內是否有氣泡或漏液現象,若有氣泡可用中指輕彈輸液管,使氣泡沿液體流方向排出。輸液管清洗完畢界面自動返回起始狀態。移去廢液杯,將廢水倒入廢液桶內。
(2)標定電極
①安裝電極和溫度傳感器。安裝好分析所需的電極(已按使用規范預先處理好)和溫度傳感器。將復合電極上加液口護套取下,露出電極內充溶液加液口,用蒸餾水將電極洗凈,吸去電極外部水分,移去廢液杯。
②標定電極。在溶液杯(已用標準緩沖溶液潤洗過)中倒入標準緩沖溶液(pH=6.86,25℃),將潔凈攪拌子放入杯中。將溶液杯放在攪拌器上,移動支架小心將電極和溫度傳感器浸入試杯溶液中,開啟攪拌器開關。按“攪拌”鍵,進入設置攪拌速度界面,設定、輸入攪拌速度數值,返回儀器起始狀態。在儀器起始狀態下,按儀器的“標定”鍵,儀器進入標定狀態,此時儀器顯示當前溶液的pH和溫度值。待讀數穩定后按下“F2”確認鍵,儀器顯示電極的百分斜率和E0值,至此一點標定結束。儀器顯示“進行第二點標定?”,按“F2”確認鍵(如不需要,按F1取消鍵),繼續第二點標定。
將**種標準緩沖液移出,換上空燒杯,用蒸餾水洗凈電極,吸去外部水分,將燒杯取下。換上盛有另一種標準緩沖溶液(pH4.00或pH9.18)的溶液杯,在杯中放入攪拌子,開啟攪拌器,儀器進入二點標定工作狀態,待讀數穩定后按“F2”確認鍵儀器顯示標定結束,按“F2”確認鍵或“F1”取消鍵退出標定模式。
(3)電極標定完畢 將標準緩沖溶液杯取下,換上空燒杯,用蒸餾水洗凈電極,吸去外部水分。按“mV/pH”轉換鍵,使顯示切換到pH測量狀態。
(4)取樣 用移液管移取0.1mol/L的NaOH溶液10mL,加入40mL去離子水至溶液杯中,將攪拌子(已清洗過)放入溶液杯,取下燒杯換上溶液杯。
(5)補液 儀器在起始狀態下,如果滴定管活塞不在起始點按“F2”補液鍵,補液完畢儀器自動返回起始狀態,在補液過程中,按“F1”終止鍵,可停止補液,每次滴定結束,儀器會自動進行補液過程。
(6)預設終點滴定設置在起始狀態下,按“F1”滴定鍵進入滴定模式選擇狀態,按上調或下調鍵移動光標至“預設終點滴定”上,按下“F2”確認鍵;再按上調或下調鍵,移動光標至選擇“pH滴定”模式,選擇完畢按下“F2”確認鍵。按“F3”攪拌鍵,儀器顯示電極百分斜率和E值。按“F1”確認鍵,進入預設終點參數狀態,按左調或右調鍵,根據不同實驗選擇相應的終點數(此實驗選“1”,黑色表示選中)。選擇完畢(黑色表示選中)按“F2”確認鍵,進入**終點設置。按“F2”確認鍵,輸入終點PH數值,按“F2”確認鍵。如果需要設置預控滴定終點前的控制點,則按上調或下調鍵,移動光標至預控點,再按“F2”設置鍵,輸入所需預控pH值,按“F2”確認鍵和滴定鍵,儀器進入自動滴定狀態(注:儀器在當時狀態下,屏幕上的“延時時間”一般不需更改。在滴定過程中,儀器提供以下幾種滴定模式:重復上次滴定,預滴定,預設終點滴定,模式滴定,手動滴定,空白滴定等,這里只介紹預滴定和預設終點滴定,其余滴定模式請閱讀說明書)滴定完畢儀器將提供測量數據。記錄并保存相關數據。
(7)結束工作用清洗液或凈水清洗儀器滴定管、輸液管。關閉儀器電源開關。洗凈電極,并對所用電極做好維護保養工作。處理廢液,整理并清潔操作臺,填寫儀器使用登記表。
7.儀器使用注意事項和維護保養
①電極輸入端“1”、“2”插口必須保持干燥、清潔;在儀器不使用時,必須插上短路插頭。
②在進行滴定分析前輸液管需用滴定劑至少清洗6次以上,才能保證分析精度。
③進行酸堿滴定時,為了保證測量準確性,電極應先用標準緩沖溶液進行二點標定。
④每測完一次都必須用去離子水清洗電極,并用吸水紙吸去電極外壁上的水。
⑤選擇預設終點滴定法,必須事先已知該被測溶液終點mV或pH(可通過預滴定來得到),再設置該溶液的終點值。
⑥儀器長時間不用時,應每隔1~2周通電一次,以防因潮濕而影響儀器性能。
8.儀器常見故障分析和排除方法
ZDJ-4A自動電位滴定儀常見故障、產生原因及排除方法見表。
現象 | 產生原因 | 排除方法 | |
開啟電源開關儀器無反應 |
(1)電源未接通 (2)保險絲熔斷 (3)儀器電源開關接觸不良
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(1)檢查供電電源和連接線 (2)更換保險絲 (3)更換儀器電源開關 |
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mV測量不正確 |
(1)電極性能不好 (2)另一電極插口短路不好
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(1)更換新電機 (2)更換Q9短路插頭
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pH測量不正確 |
(1)電極性能不好 (2)另一電極插口短路不好 (3)電極插口設置錯誤
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(1)更換新電極 (2)更換Q9短路插頭 (3)重新設置正確的電極插口 |
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預滴定找不到終點 |
(1)終點突躍太小 (2)滴定劑或樣品錯誤 (3)終點體積較小 (4)電極選擇錯誤 |
(1)將突躍設為“小” (2)更換滴定劑或正確取樣 (3)改用“空白滴定”模式 (4)正確選擇電極
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預滴定找到假終點 | 預滴定參數設置不合適 |
將滴定突躍設置為“大” |
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滴定模式錯誤 |
預滴定找到假終點 | 預滴定找到假終點 | 將假終點關閉 |
滴定結果為0.00ml | 電極插口選擇錯誤 | 設置正確電極插口 | |
找不到終點 | 模式選擇錯誤 | 選擇正確滴定模式 | |
預設終點滴定錯誤 |
兩個以上終點時參數設置完畢后無法進行滴定 | 參數設置錯誤 | 重新設置正確參數 |
滴定時顯示“預控點設置錯誤” | 參數設置錯誤或電極插口設置錯誤 | 重新設置正確預控點,設置正確的電極插口 | |
攪拌器不轉 |
(1)攪拌器沒連接 (2)攪拌設置錯誤 (3)攪拌器壞 (4)溶液杯內無攪拌子 |
(1)連接好攪拌器連線 (2)加快攪拌速度 (3)更換攪拌器 (4)放置攪拌子 |
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輸液管有氣泡 | 輸液管接口漏液 | 安裝好輸液管 | |
機械動作不正常 | 滴定管安裝不正確 | 安裝好滴定管 | |
電極標定錯誤 |
(1)pH電極性能差 (2)緩沖溶液配置錯誤 (3)電極插口選擇錯誤 |
(1)更換pH電極 (2)重新配置標準緩沖溶液 (3)設置正確的電極插口 |