溫度滴定儀(TET)

溫度滴定儀(TET)

溫度滴定儀主要用於石油化工、食品藥品、冶金生產、化工製藥等各行業的各種成分的化學分析。

基本介紹

  • 中文名:溫度滴定儀(TET)
  • 外文名:wendudidingyi
原理,核心技術,技術特點,典型套用,實際案例—溫度滴定測鈉,

原理

滴定法是分析化學中最古老的、最經典、使用範圍最廣的方法、直到現在很長一段時間。大部分滴定使用的都是指示電極的方法,因此,很多標準都採用了電位滴定的方法。但有些滴定無法尋找到合適的電極,或回響不理想,或樣品基質對電極有干擾,無法得到理想的結果。
電化學電位的變化只是化學反應的一部分表現形式,化學反應同時還伴隨著吸熱或放熱,又稱為焓變(ΔH),公式如下:
ΔH=ΔG+TΔS
其中
ΔG=自由能變化量
T=溫度
ΔS=熵的變化量
隨著滴定反應的發生,熱量被釋放到環境中或從環境中吸收,溶液的溫度會上升或下降。當所有的分析物與滴定劑反應完全,溫度不再增加或減少,溫度變化率發生明顯變化,即達到滴定終點。曲線上的拐點或彎曲可視為滴定終點。
一個TET放熱反應的例子-氟化鉀滴定聚合氯化鋁(氯化鋁)測定鋁含量。溶液的溫度(紅色曲線)升高直至終點。
溫度滴定儀(TET)

核心技術

溫度感測器
溫度滴定採用溫度感測器感應滴定體系中溫度變化。溫度感測器的感測元件是一個熱敏電阻,外界溫度發生微小變化時其電阻值發生變化。其電阻(mV)首先由溫度滴定儀轉換為數位訊號,然後由tiamo軟體轉換為攝氏度值。
與電位電極相比,溫度感測器具有以下優勢:
  • 一支電極適合各種類型的滴定:酸鹼,氧化還原,絡合,沉澱。。。
  • 回響時間僅為0.3s,解析度高達10K
  • 操作簡單:電極不需要維護校正
  • 長壽命:不存在電位電極常見的鈍化過隔膜堵塞的問題

技術特點

· 滴定過程快速,1-2min出結果
· 溫度感測器回響不隨著使用時間下降
· 最小的儀器維護
· 無需參比電極
· 測溫器可在滴定間隙乾放,隨時備用
· 滴定溶液中沒有電信號傳遞,水相滴定和非水滴定中回響相同
· 使用同一個感測器進行不同類型的滴定。不同滴定類型的不同樣品可以被放置在同一個樣架上,按預先編制的方法順序滴定
· 有專用的耐氟溫度感測器,可用於含有氟化物的滴定(包括氫氟酸)
· 能夠進行無法用電位滴定或光度滴定測量的化學反應
· 溫度定是滴定測鈉的唯一可行的方法

典型套用

溫度滴定套用廣泛,是電位滴定技術的理想補充。理論上,適用於所有溫度變化明顯的化學反應:
· 無法選擇合適的電位電極
· 無法選擇和是的參比電極
· 樣品干擾到合適的參比電極
· 樣品干擾電位電極或腐蝕電位電極
· 電位滴定無法選擇到合適的滴定溶劑
幾個典型例子:
滴定類型
例子
酸鹼滴定
強酸滴定
強鹼滴定
酸性金屬的溶液中的“游離酸”含量
混酸,比如硝酸+氫氟酸
含Na2CO3 by NaHCO3溶液中的NaOH
Hcl滴定鈉鹽或鉀鹽
拜耳鋁溶液中的苛性鹼和鋁
沉澱滴定
滴定磷肥中硫酸根
化肥中硫酸根
AgNO測定氟化氫和氯化氫
Al(NO3)3滴定食品中鈉離子
BaCl2滴定氰化鈉中碳酸鹽
KF orNaF滴定水處理劑中鋁含量
水泥中硫酸根
酸鹼沉澱混合滴定
炸藥中硫和硝酸
電鍍液混合物中硝酸根、硫酸根和氫氟酸
氧化還原滴定
Na2S2O3碘還原滴定銅精練溶液中Cu和Fe(III)
碘還原測定鋼清洗溶液中Fe(III)
碘還原滴定測定過氧化氫強度
韋氏碘液測定油脂中碘值
含Ce(IV)滴定劑測定酸洗溶液中Fe(II)
絡合滴定
(EDTA)
牛奶中鈣鎂離子含量
白雲石和石灰岩中鈣鎂離子含量
鎳精練過程中的鎳含量
非水滴定
原油和潤滑油中總酸值(TAN)
潤滑油中總鹼值(TBN)
脂肪族和芳香族胺
食用油中游離脂肪酸
煤焦油餾分中焦油酸
沸石,矽石和活性鋁中酸值和鹼值

實際案例—溫度滴定測鈉

過量鈉鹽攝入是心血管疾病主要誘因,同時高鈉膳食對骨流失也有很大影響。世界衛生組織推薦每天鈉鹽攝入量<2g/d。
長期以來準確測定食品中鈉含量一直是困擾檢測單位的難題。採用直接檢測方法(例如ICP)耗時很長,而間接檢測氯離子的方法不可避免的會導致結果偏差
傳統方法測定食品中鈉離子
沉澱法測鈉
間接檢測鈉離子的方法常採用硝酸銀沉澱反應:
AgNO3 + Cl→AgCl↓ + NO3
這種方法是基於鈉離子和氯離子比例為1:1的構想,但通常實際情況下食品中還有其他含鈉或氯的成分,如苯甲酸鈉、谷氨酸鈉、如氯化鉀等,這些都可能存在於食品基質中。食品本身也有可能含有鈉。
光譜法測鈉
直接測鈉通常使用原子吸收光譜法(AAS)或電感耦合電漿光譜(ICPS),雖然能直接測定鈉離子的含量,但是這些設備價格高昂,要求完善的配套設施,消耗高純試劑,需要花費很長時間進行樣品前處理和系統調試,並且樣品通常要大比例稀釋才能進樣,導致數據誤差。
溫度滴定測定食品中鈉離子
單個樣品測定只需1-2 min即可完成,液體樣品可以直接進樣,固體樣品先粉碎或勻質形成勻質混合物,然後進行滴定。滴定劑是含有過量鉀離子的鋁標準溶液,所需要的過量氟離子由氟化氫銨來提供,同時調節體系的pH值到3,形成不溶的NaK2AlF6沉澱。
Al + Na + 2K + 6F→NaK2AlF6
溫度滴定儀(TET)
滴定劑通過無水硫酸鈉標定。
典型測定曲線
採用溫度滴定儀檢測食品中鈉離子含量,精準度高,樣品製備過程簡單快速,容易實現自動化,非常適合直接測定高鹽食品中鈉離子含量。
實驗結果:
鈉離子含量(%)
樣品
溫度滴定儀
RSD
廠家數據
番茄醬
1.26
0.19
1.22
肉湯
16.04)
0.08
16.13
肉湯塊
18.02
1.89
16.13
滷汁
6.34
0.95
6.67
鹹餅乾
1.17
0.50
0.98
薯片
0.51
3.75
0.50
椒鹽餅乾
1.81
1.02
1.81
方法比較:
光譜法
溫度滴定儀
取樣量
0.5-2g(固體),2-5g(液體);樣品需要稀釋
0.2-5g,根據鈉離子含量不同;無需稀釋
最高限
絕對含量4μg
高達100%鈉鹽
器皿
超高潔淨
普通器皿
前處理
微波消解,耗時較長
不需要或簡單勻質處理
操作
需經驗豐富的操作者
操作簡單,容易掌握

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