4. CONDUCTOMETRIC TITRATIONS Exp. 1

4. CONDUCTOMETRIC TITRATIONS

Exp. 1. Determination of sulfates in drinking water
4.1. The chemistry of the system
A large number of the analytical methods for determination of sulfates are based on precipitation of BaSO4 or PbSO4. Gravimetric, turbidimetric and various titrimetric techniques have been used.
The determination of the sulfates in drinking water is based on a conductometric titration, where sulfates are precipitated as BaSO4

The precipitation process has been the subject of comprehensive studies. In respect to a conductometric titration of sulfates in drinking water, the following interferences have to be considered:
(i) coprecipitation of Ca2+ and Mg2+;
(ii) precipitation of bicarbonates and carbonates as BaCO3;
(iii) H+ interferes if the indifferent anion of the titrant (Ba2+) is a weak acid.
To overcome the interferences, an efficient pretreatment performed in an ion-exchange flow system is used1.
The strategy of the experiment in view of the above points:
1. The interference of Ca2+ and other cations is overcome by replacing them with another cationic species via a cation exchange resin. Desirable cations are Li+ or Na+, however an intermediate step - replacement to H+ - is taken in order to discard carbonates and bicarbonates.
2. As a result of the above step, the carbonates and the bicarbonates are transformed to carbonic acid. Carbonic acid can be purged by i) boiling the solution, ii) saturating the solution with a gas different than CO2. A different, recently developed approach, based on thin-film gassing out, which is both efficient and well adapted to flow processes, has been used.
3. After discarding the interfering cations and anions, the solution contains protons and the anions originally present in the sample, except for the carbonic species. The protons are neutralized in order to enable the usage of the titrant containing acetate as counter anion and also in order to reduce the background conductance. The neutralization is normally carried out with a pH-metric titration. In this experiment a different, more efficient and well-adapted approach for a flow process is used: the protons are exchanged via a cation exchanger to Li+ or Na+ ions.

4.2. Factors of importance in a precipitation conductometric titration
· In order to obtain a sharp-angled conductometric titration curve it is advantageous to use a titrant whose indifferent (counter) ion has a relatively low ionic conductance (Fig.4-1). By consulting Table 1 the counter anion of the titrant is chosen to be acetate.

Table 1. Equivalent Conductivity at Infinite Dilution at 250C
Cation


Anion


H+
350
OH-
198
Li+
38.7
Cl-
76.3
Na+
50.1
Br-
78.4
K+
73.5
NO3-
71.4
Rb+
76.4
CH3COO-
40.9
Cs+
76.8
ClO4-
68


½ SO42-
80

The use of acetate anion pauses a restriction on the composition of the titrated solution: pH neutrality and absence of salts of weak acids or base are required. This, however, does not complicate the chemical pretreatment of the sample: the only salts of weak acids in drinking water are the carbonates and they are purged in step (2). The pH neutrality is desirable for other reasons as well as explained below and is performed in step (3).
· The solubility product of BaSO4 in aqueous solutions is moderately low (~10-10) and determines the detection limit of the titration. In order to reduce the detection limit of the method, the titration is carried out in presence of high concentration of ethyl alcohol: 100-200% in volume. The solubility product is strongly reduced in alcohol.
· High conductance background of the tested solution has two deteriorating effects:
(i) At low sulfate concentrations the background conductance may be 100 times larger or more, compared to the variation of conductance as a result of the titration. To solve this problem a device for offsetting the conductance electric signal was designed. It enables to offset the entire background conductance and subsequently carry out the titration at an optimal sensitivity. (The electronical offset does not change the actual conductance of the solution).
(ii) The conductance is affected by temperature (2% per 0C). This variation of the conductance may be of the same order of magnitude or larger than those of the titration. In most cases the temperature variations are constant during a single titration. It is strongly advised to reduce the background conductance as much as possible. This is the reason that in step (3) of the experiment all cations are exchanged to Li+ with the relatively lowest ionic conductance (Table 1).
· The kinetics of precipitation of BaSO4 is slow and dictates a slow rate of titration. A new form of titrant addition is used - that of transferring the titrant with a low flow-rate pump. This allows performing an automatic titration with titration rate of about 0.1 to 0.2 ml/min, rates usually unachieved with commercial piston burettes.




Fig.4-1 Conductometric titration of sulfates with Ba2+ as titrant and Cl- and OAc- as counter anions.
Sample: 5.00 ml 0.50 mM Na2SO4. Medium: water + ethanol 1:1.
Titrant: 10 mM Ba2+, flow rate: 0.122 ml/min.

4.3. Description of experimental setup
* Flow system for pretreatment of drinking water
The titration of sulfates is preceded by a chemical pretreatment of the samples, described below:

Pretreatment of Drinking Water
Min+, Xin-, HCO3-
(Mi: Ca, Mg, Na, K, etc.)
(Xi: Cl, NO3, SO4, etc.)
exchange of cations by ion-exchanger in H+ form



H+, Xi-, H2CO3
purging of CO2 by thin-layer degassing device



H+, Xi-
neutralization by cation-exchanger in Li+ form



Li+, Xi-

The pretreatment setup (Fig.4-2) consists of two cation exchange columns, a thin layer degassing device and conductometric probes for following the conductance during the elution step.




Fig.4-2 Ion-exchange flow system for pretreatment of drinking water.
Dimensions of columns: length - 100 mm, ID (H+ column) - 5 mm, ID (Li+ column) - 6 mm. Degassing device: length of spiral - ~20 cm, ID - 0.7 mm. Conductometric probes (tungsten wires): 0.5 mm diameter, 2 mm length.

Typical curves of conductometric titration of sulfates in tap water without and with pretreatment are shown in Fig.4-3.




Fig.4-3 Determination of sulfates in tap water.
Conductometric titrations without and with pretreatment are shown. Water sample - 5.00 ml from Tel-Aviv University. Medium - 50% ethanol. Titrant - 5.00 mM Ba(OAc)2, flow rate 0.20 ml/min.

* Thin-layer degassing device. Purging of CO2
The purging of CO2 is carried out with the thin-layer degassing device2. The solution to be degassed and an indifferent gas are mixed along a capillary tube (ID = 1 mm and length 30 - 60 cm). The pressure of the indifferent gas is ~0.3 bar, and the flow rate is adjusted so that the solution is pushed uniformly to the walls of the capillary, where an invisible thin film is formed. The intimate solution-gas contact enables an efficient purging of the gas originally present in the solution, in that case CO2. At the end of the capillary tube the solution is CO2-free.

* Conductometric follow up of ion-exchange-column effluent
The in-situ measurement of the conductance of the effluent is an efficient tool for optimizing the working conditions at ion-exchange columns. Several examples are given:
(a) The conductometric probes at the exit of the column can fulfill the simple task of indicating the end of the rinsing stage following regeneration.
(b) In separation processes, it can be used as a detector as in GC or HPLC.
(c) And finally, in our case, it enables to follow the gradual changes occurring during the pretreatment of the sample (cf., Fig.4-4). With the passage of the sample through the columns, the conductance at the exit of each column increases from zero (the level of distilled water) to a constant value. At the plateau the composition of the effluent corresponds to that of the sample, in which all cations are replaced by H+ or Li+, depending on the type of the column. The conductance at the exit of the H+ column is higher than that of the Li+ column, due to next factors: (i) the specific conductance of H+ is considerably higher than that of Li+, (ii) the concentration of carbonic species at the exit of the Li+ column is equal to zero, (iii) there may also be variation in the cell constants of the probes.




Fig.4-4 Conductance at column exits during pretreatment

Let us consider the hypothetical situation, in which a very large volume of the sample is passed through the columns. The capacity of the column surpassed, the conductance at the exit of the H+ column would start to decrease and that of Li+ column - to increase, until equality of specific conductivity are obtained (explain!).
Typical follow up of the effluent conductance is shown in Fig.4-4. During the elution the conductance at the end of each column increases and reaches a plateau. (Explain the differences in location and height of the two curves). The sample for the titration is collected at the exit of the Li+ column when a constant value of the conductance is reached.

* Estimation of the maximum volume of sample passed through the exchange column
When a quantitative ion-exchange process is required, the amount of sample to be treated should correspond to not more than ~70% of the column capacity. The type of ion-exchange process, the type of resin, the size of the resin particles, the geometry of the column and the flow rate may strongly affect that value. A rough estimation of the maximum volume of the sample can be made, if the total concentration of the ionic species is approximately known. Measurement of the specific conductance, k, of the sample provides an estimate of the total ionic concentration. Assuming an average equivalent conductivity, L

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4. TITRATIONS CONDUCTOMETRIC Exp. 1 กำหนด sulfates ในน้ำดื่ม4.1.เคมีระบบ วิธีการวิเคราะห์สำหรับการกำหนด sulfates จำนวนมากขึ้นอยู่กับฝนของ BaSO4 PbSO4 ต้อง turbidimetric และ titrimetric เทคนิคต่าง ๆ มีการใช้ กำหนดการ sulfates ดื่มน้ำตามเป็นการไทเทรต conductometric ที่ sulfates จะตกตะกอนเป็น BaSO4 การฝนแล้วเรื่องของการศึกษาครอบคลุม ในการ conductometric การไทเทรตของ sulfates ในน้ำดื่ม interferences ดังต่อไปนี้ต้องเป็น:(i) coprecipitation ของ Ca2 + และ Mg2 +(ii) ฝน bicarbonates และ carbonates เป็น BaCO3(iii) H + รบกวนถ้า anion สนใจของ titrant (Ba2 +) กรดอ่อน การเอาชนะที่ interferences, pretreatment ประสิทธิภาพการดำเนินการในระบบกระแสการแลกเปลี่ยนไอออนเป็น used1กลยุทธ์ทดลองมุมมองจุดด้านบน: 1. รบกวนของ Ca2 + และอื่น ๆ เป็นของหายากจะเอาชนะ โดยแทนด้วยชนิด cationic อื่นผ่านเป็น cation exchange resin เป็นของหายากต้องเป็น Li + หรือ Na + แต่มีขั้นตอนระดับปานกลาง -แทนการ H + - ถูกเพื่อละทิ้ง carbonates และ bicarbonates 2. เป็นผลมาจากขั้นตอนข้างต้น การ carbonates และ bicarbonates จะแปลงไปกรดคาร์บอนิก Carbonic acid สามารถลบออก โดย i) เดือดโซลูชัน ii) การแก้ปัญหา saturating กับก๊าซที่แตกต่างจาก CO2 ได้ ต่าง ๆ เพิ่งพัฒนาวิธี ยึดแบบฟิล์ม gassing ซึ่งมีทั้งปรับกระบวนการขั้นตอน และมีประสิทธิภาพ มีการใช้ 3. หลังจากละทิ้งเป็นของหายากที่รบกวนและ anions โซลูชันประกอบด้วยโปรตอน และ anions แต่เดิมแสดงในตัวอย่าง ยกเว้นพันธุ์ carbonic โปรตอนมี neutralized เพื่อเปิดใช้งานการใช้ acetate มี titrant เป็นเคาน์เตอร์ anion และ เพื่อลดการต้านทานของพื้นหลัง โดยปกติดำเนินการเป็นกลางที่ออกกับการไทเทรตการวัดค่า pH ในนี้ทดลองที่แตกต่างกัน ใช้เพิ่มประสิทธิภาพ และดัดแปลงห้องพักวิธีสำหรับกระบวนการไหล: โปรตอนมีการแลกเปลี่ยนผ่าน cation แลกเปลี่ยนเพื่อประจุ Li + หรือ Na + 4.2. ปัจจัยสำคัญในการไทเทรตเป็นฝน conductometric· เพื่อให้ได้เส้นโค้งของการไทเทรต conductometric คมต้าน ได้ประโยชน์ของการใช้ titrant ที่ไอออนสนใจ (เคาน์เตอร์) มีราคาที่ค่อนข้างต่ำ ionic ต้านทาน (Fig.4-1) ตารางที่ 1 การให้คำปรึกษา anion เคาน์เตอร์ของ titrant ถูกเลือกให้เป็น acetate ตารางที่ 1 นำเท่าที่เจือจางอนันต์ที่ 250CCationAnionH +350OH-198Li +38.7Cl-76.3Na +50.1Br-78.4K +73.5NO3-71.4Rb +76.4CH3COO-40.9Cs +76.8ClO4-68 ½ SO42-80 ใช้ของ acetate anion หยุดชั่วคราวเป็นข้อจำกัดในส่วนประกอบของโซลูชัน titrated: ความเป็นกลาง pH และการขาดงานของเกลือของกรดอ่อนหรือฐานจำเป็น นี้ อย่างไรก็ตาม ไม่ complicate pretreatment เคมีของตัวอย่าง: carbonates มีเกลือเฉพาะของกรดอ่อนในน้ำดื่ม และจะถูกลบในขั้นตอนที่ (2) ความเป็นกลาง pH เป็นต้องการเหตุผลอื่น ๆ ตลอดจนอธิบายด้านล่าง และจะดำเนินการในขั้นตอนที่ (3)· ผลิตภัณฑ์ละลายของ BaSO4 อควีโซลูชันจะค่อนข้างต่ำ (~ 10-10) และกำหนดจำนวนการไทเทรตการตรวจ เพื่อลดจำนวนวิธีการตรวจสอบ การไทเทรตการดำเนินการในสถานะของความเข้มข้นสูงของเอทิลแอลกอฮอล์: 100-200% ในปริมาตร ขอลงผลิตภัณฑ์ละลายในแอลกอฮอล์· ต้านทานสูงเบื้องหลังของการแก้ปัญหาผ่านการทดสอบมีลักษณะขาดเป็นช่วง ๆ ที่สอง:(i) ที่ความเข้มข้นของซัลเฟตต่ำ ต้านทานพื้นหลังอาจใหญ่กว่า 100 ครั้ง หรือมากกว่า เมื่อเทียบกับความผันแปรของความต้านทานจากการไทเทรตการ เพื่อแก้ไขปัญหานี้อุปกรณ์สำหรับการออฟเซ็ตต้านทานสัญญาณไฟฟ้าถูกออกแบบมา จะช่วยให้สามารถต้านทานพื้นหลังทั้งหมดตรงข้าม และในเวลาต่อมาทำการไทเทรตที่ไวที่สุด (ตรงข้าม electronical เช่นซ็อกเก็ตไม่เปลี่ยนแปลงต้านทานที่แท้จริงของการแก้ปัญหา)(ii ต้านทาน)ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ (2% ต่อ 0C) การเปลี่ยนแปลงของตัวต้านทานได้ขนาดของใบสั่งเดียว หรือมีขนาดใหญ่กว่าของการไทเทรตแบบ ในกรณีส่วนใหญ่ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้คงที่ระหว่างการไทเทรตแบบเดียว แนะนำเพื่อลดการต้านทานพื้นหลังมากที่สุด นี่คือเหตุผลที่ว่า ในขั้นตอนที่ (3) การทดลอง ทั้งหมดเป็นของหายากมีการแลกเปลี่ยนกับ Li + กับที่ค่อนข้างต่ำ ionic ต้านทาน (ตาราง 1)· จลนพลศาสตร์ของฝนของ BaSO4 ช้า และบอกอัตราความช้าของการไทเทรต ใช้แบบฟอร์มใหม่ของ titrant เพิ่ม - ของ titrant โอนย้ายด้วยปั๊มต่ำอัตราการไหล ทำการไทเทรตการอัตโนมัติ ด้วยอัตราประมาณ 0.1-0.2 ml/min, unachieved มักจะ มีลูกค้า burettes ราคาการไทเทรตได้ การไทเทรต Conductometric Fig.4 1 ของ sulfates มี Ba2 + เป็น titrant และ Cl - และ OAc - เป็นเคาน์เตอร์ anionsตัวอย่าง: 5.00 ml Na2SO4 0.50 mM กลาง: น้ำ + เอทานอล 1:1Titrant: 10 มม. Ba2 + อัตราไหล: 0.122 ml/min 4.3 การอธิบายการตั้งค่าการทดลอง* ขั้นตอนระบบการ pretreatment น้ำดื่ม การไทเทรตของ sulfates จะนำหน้า ด้วย pretreatment เคมีของตัวอย่าง อธิบายไว้ด้านล่าง: Pretreatment น้ำดื่มนาที + ซิ- HCO3-(Mi: Ca, Mg, Na, K ฯลฯ .)(Xi: Cl, NO3, SO4 ฯลฯ .)แลกเปลี่ยนเป็นของหายากโดยการแลกเปลี่ยนไอออนใน H + แบบฟอร์ม H + ซี- H2CO3ล้างอุปกรณ์การ degassing ชั้นบางของ CO2 H + ซี-เป็นกลาง โดยการแลกเปลี่ยน cation ใน Li + แบบฟอร์ม Li + ซี- การตั้งค่า pretreatment (Fig.4-2) ประกอบด้วยสองคอลัมน์ cation exchange ชั้นบาง degassing อุปกรณ์และ conductometric probes สำหรับต่อต้านทานระหว่างขั้นตอนการ elution Fig.4-2 ระบบกระแสการแลกเปลี่ยนไอออนสำหรับ pretreatment น้ำดื่มขนาดคอลัมน์: ยาว - 100 มม. รหัส H + คอลัมน์) - 5 มม. ID (Li + คอลัมน์) - 6 mm. อุปกรณ์ Degassing: ความยาว ของเกลียว - ~ 20 ซม. รหัส - 0.7 mm. Conductometric probes (ลวดทังสเตน): 0.5 มม.เส้นผ่าศูนย์กลาง ความยาว 2 มม. ปกติเส้นโค้งของการไทเทรต conductometric ของ sulfates ในน้ำประปามี และไม่ มี pretreatment แสดงใน Fig.4-3 Fig.4-3 การกำหนดของ sulfates ในน้ำประปาTitrations conductometric มี และไม่ มี pretreatment จะแสดงขึ้น ตัวอย่างน้ำ - 5.00 ml จากมหาวิทยาลัยเทล ปานกลาง - เอทานอล 50% Titrant - 5.00 มม.บา (OAc) 2 กระแสอัตรา 0.20 ml/min * อุปกรณ์การ degassing บางเลเยอร์ ล้างของ CO2 ล้างของ CO2 จะดำเนิน ด้วย device2 การ degassing ชั้นบาง ๆ โซลูชันเป็น degassed และมีแก๊สสนใจผสมตามหลอดเส้นเลือดฝอย (ID = 1 มม.และความยาว 30-60 ซม) ความดันของแก๊สสนใจบาร์ ~0.3 และอัตราการไหลมีการปรับปรุงเพื่อให้การแก้ปัญหามีการผลักดันสม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียงกับผนังของหลอดเลือดฝอย ที่มีรูปแบบฟิล์มบางที่มองไม่เห็น ติดต่อแก๊สแก้ปัญหาใกล้ชิดช่วยให้การกวาดล้างประสิทธิภาพของก๊าซอยู่เดิมในการแก้ปัญหา ใน CO2 กรณีที่ ท้ายของท่อรูพรุน โซลูชันมี CO2 * Conductometric ติดตามน้ำคอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออน วัดในการวิเคราะห์ของการต้านทานของน้ำเป็นเครื่องมือมีประสิทธิภาพสำหรับการปรับสภาพการทำงานที่คอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออน ได้หลายอย่าง:(กคลิปปากตะเข้ conductometric)ที่ออกจากคอลัมน์สามารถตอบสนองงานได้บอกการสิ้นสุดของระยะ rinsing ต่อฟื้นฟู(ข) ในกระบวนการแยก สามารถใช้เป็นเครื่องตรวจจับใน GC หรือ HPLC(c) และสุดท้าย ในกรณี มันช่วยให้การติดตามการเปลี่ยนแปลงค่อย ๆ เกิดขึ้นในระหว่างการ pretreatment ของตัวอย่าง (มัทธิว Fig.4-4) เรื่องของตัวอย่างผ่านคอลัมน์ ต้านทานที่ทางออกของแต่ละคอลัมน์ที่เพิ่มขึ้นจากศูนย์ (ระดับของน้ำกลั่น) เป็นค่าคง ในราบสูง ส่วนประกอบของน้ำตรงกับที่ตัวอย่าง ซึ่งเป็นของหายากทั้งหมดจะถูกแทนที่ โดย H + หรือหลี่ + ขึ้นอยู่กับชนิดของคอลัมน์ ต้านทานที่ทางออกของคอลัมน์ H + จะสูงกว่าของ Li + คอลัมน์ เนื่องจากปัจจัยต่อไป: (i)ต้านทานเฉพาะของ H + อยู่มากสูงกว่าของ Li +, (ii) ความเข้มข้นของ carbonic ชนิดที่ออกจากคอลัมน์ Li + มีค่าเท่ากับศูนย์ (iii) อาจยังมีความผันแปรในค่าคงที่เซลล์ของคลิปปากตะเข้ ต้านทาน Fig.4-4 ที่ออกจากคอลัมน์ระหว่าง pretreatment ให้เราพิจารณาสถานการณ์สมมุติ การไดรฟ์ข้อมูลขนาดใหญ่ของตัวอย่างคือผ่านคอลัมน์ ความจุของคอลัมน์แล้ว ต้านทานที่ทางออกของคอลัมน์ H + จะเริ่มลดลงและที่ Li + คอลัมน์ - เพิ่ม จนกว่าจะได้รับความเสมอภาคของการนำ (อธิบาย) ตามโดยทั่วไปค่าของตัวต้านทานน้ำทิ้งจะแสดงใน Fig.4-4 ในระหว่างการ elution ต้านทานที่จุดสิ้นสุดของแต่ละคอลัมน์เพิ่ม และมาถึงราบสูง (อธิบายความแตกต่างในตำแหน่งและความสูงของเส้นโค้งสอง) มีเก็บตัวอย่างสำหรับการไทเทรตการที่ทางออกของ Li + คอลัมน์เมื่อตัวต้านทานค่าคง * การประเมินของระดับเสียงสูงสุดของตัวอย่างผ่านคอลัมน์แลกเปลี่ยน เมื่อจำเป็นกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเชิงปริมาณ จำนวนตัวอย่างที่ได้รับควรสอดคล้องกับไม่มากกว่า ~ 70% ของกำลังการผลิตคอลัมน์ ชนิดของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน ชนิดของยาง ขนาดของอนุภาคยาง เรขาคณิตของคอลัมน์และอัตราการไหลอาจขอผลค่า ประเมินคร่าว ๆ ของปริมาณสูงสุดของตัวอย่างสามารถทำได้ ถ้าความเข้มข้นรวมพันธุ์ ionic ประมาณนั้น ต้านทานเฉพาะ k ของตัวอย่างการวัดการประเมินความเข้มข้น ionic รวมทาง สมมติว่านำเทียบเท่าการเฉลี่ย L

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4. การนำไฟฟ้าไตเตรทประสบการณ์ 1. การกำหนดซัลเฟตในน้ำดื่ม4.1 เคมีของระบบจำนวนมากของวิธีการวิเคราะห์หาปริมาณซัลเฟตจะขึ้นอยู่กับการตกตะกอนของ BaSO4 หรือ PbSO4 กราวิเมตริก, turbidimetric และเทคนิคการไตเตรทต่างๆได้ถูกนำมาใช้. การกำหนดซัลเฟตในน้ำดื่มจะอยู่บนพื้นฐานของการไตเตรทที่มีการตกตะกอนซัลเฟตเป็น BaSO4 กระบวนการตกตะกอนที่ได้รับเรื่องของการศึกษาที่ครอบคลุม ในแง่ที่จะการไตเตรทของซัลเฟตในน้ำดื่ม, การรบกวนต่อไปนี้จะต้องมีการพิจารณา: (i) สารตั้งต้นของ Ca2 + และ Mg2 +; (ii) การตกตะกอนของ bicarbonates และคาร์บอเนตเป็น BaCO3; (iii) H + รบกวนถ้าไอออนไม่แยแสของ . titrant (ที่ Ba2 +) เป็นกรดอ่อนเพื่อเอาชนะการรบกวนซึ่งเป็นการปรับสภาพที่มีประสิทธิภาพในการดำเนินการระบบการไหลแลกเปลี่ยนไอออนเป็นused1. กลยุทธ์การทดลองในมุมมองของจุดดังกล่าวที่: 1 การรบกวนของ Ca2 + และประจุบวกอื่น ๆ เอาชนะโดยแทนที่พวกเขาด้วยชนิดประจุบวกอื่นผ่านทางเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวก ไพเพอร์ที่พึงประสงค์เป็น Li + หรือ + นา แต่ขั้นตอนกลาง - แทน H + -. มีการดำเนินการเพื่อที่จะทิ้งคาร์บอเนตและ bicarbonates 2 อันเป็นผลมาจากขั้นตอนข้างต้นคาร์บอเนตและ bicarbonates จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอ กรดคาร์บอสามารถลบออกจาก i) เดือดแก้ปัญหา ii) saturating วิธีการแก้ปัญหาด้วยก๊าซ CO2 ที่แตกต่างจากที่ ที่แตกต่างกันวิธีการพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้ขึ้นอยู่กับฟิล์มบางแก๊สออกมาซึ่งเป็นทั้งที่มีประสิทธิภาพและปรับตัวได้ดีที่จะไหลกระบวนการถูกนำมาใช้. 3 หลังจากที่ทิ้งรบกวนไพเพอร์และแอนไอออนวิธีการแก้ปัญหามีโปรตอนและแอนไอออนเดิมที่มีอยู่ในตัวอย่างยกเว้นสายพันธุ์คาร์บอ โปรตอนที่มีการเป็นกลางเพื่อให้การใช้งานของ titrant อะซิเตทที่มีประจุลบเป็นเคาน์เตอร์และยังเพื่อลด conductance พื้นหลัง วางตัวเป็นกลางจะดำเนินการตามปกติออกมาพร้อมกับไตเตรทตัวชี้วัดค่า pH ในการทดลองนี้ที่แตกต่างกันมีประสิทธิภาพมากขึ้นและวิธีการที่ดีเหมาะสำหรับกระบวนการไหลที่ใช้: โปรตอนจะมีการแลกเปลี่ยนผ่านทางแลกเปลี่ยนไอออนบวกหลี่ + หรือไอออน + นา. 4.2 ปัจจัยที่มีความสำคัญในการเร่งรัดการไตเตรท·เพื่อที่จะได้รับการนำไฟฟ้าที่คมชัดมุมโค้งไตเตรทมันเป็นประโยชน์ที่จะใช้ titrant ที่มีไม่แยแส (เคาน์เตอร์) ไอออนมีสื่อกระแสไฟฟ้าไอออนิกที่ค่อนข้างต่ำ (Fig.4-1) ตามตารางที่ 1 การให้คำปรึกษาไอออนเคาน์เตอร์ titrant จะถูกเลือกให้เป็นอะซิเตต. ตารางที่ 1 การนำเทียบเท่าที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่เจือจาง SO42- 80 การใช้งานของแอนไอออน acetate หยุดข้อ จำกัด เกี่ยวกับองค์ประกอบของการแก้ปัญหาปรับขนาดนี้: ค่า pH เป็นกลางและการขาดเกลือของกรดอ่อนแอหรือฐานจะต้อง นี้ แต่ไม่ซับซ้อนปรับสภาพทางเคมีของตัวอย่าง: เกลือของกรดเท่านั้นที่อ่อนแอในการดื่มน้ำคาร์บอเนตและพวกเขาจะลบออกในขั้นตอนที่ (2) ค่า pH เป็นกลางเป็นที่น่าพอใจด้วยเหตุผลอื่น ๆ เช่นเดียวกับที่อธิบายไว้ด้านล่างและจะดำเนินการในขั้นตอนที่ (3). ·ผลิตภัณฑ์การละลายของ BaSO4 ในการแก้ปัญหาน้ำอยู่ในระดับต่ำในระดับปานกลาง (~ 10-10) และกำหนดขีด จำกัด ของการตรวจสอบของไตเตรทที่ เพื่อที่จะลดข้อ จำกัด ของวิธีการตรวจสอบที่ไตเตรทจะดำเนินการในการปรากฏตัวของความเข้มข้นสูงของเอทิลแอลกอฮอล์: 100-200% ของปริมาณ ผลิตภัณฑ์ที่สามารถในการละลายจะลดลงอย่างมากในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์. ·พื้นหลังเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงของการแก้ปัญหาการทดสอบมีสองผลกระทบที่ทวีความรุนแรงขึ้น: (i) ที่ความเข้มข้นซัลเฟตต่ำ conductance พื้นหลังอาจจะเป็น 100 ครั้งมีขนาดใหญ่หรือมากกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบของสื่อกระแสไฟฟ้าเป็นผลจากการที่ ไตเตรท เพื่อแก้ปัญหานี้อุปกรณ์สำหรับการชดเชยสื่อกระแสไฟฟ้าสัญญาณไฟฟ้าได้รับการออกแบบ ซึ่งจะช่วยให้เพื่อชดเชยสื่อกระแสไฟฟ้าทั้งพื้นหลังและต่อมาได้ดำเนินการไตเตรทที่ความไวที่ดีที่สุด (ทางไฟฟ้าชดเชยไม่ได้เปลี่ยนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงของการแก้ปัญหา). (ii) สื่อกระแสไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ (2% ต่อ 0C) รูปแบบของสื่อกระแสไฟฟ้านี้อาจจะมีลำดับเดียวกันของขนาดหรือมีขนาดใหญ่กว่าของไตเตรท ในกรณีส่วนใหญ่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่มีอย่างต่อเนื่องในระหว่างการไตเตรทเดียว มันควรอย่างยิ่งที่จะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าลดพื้นหลังให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ นี่คือเหตุผลที่ว่าในขั้นตอนที่ (3) ของการทดลองไพเพอร์ทั้งหมดจะมีการแลกเปลี่ยนลี่ + กับสื่อกระแสไฟฟ้าไอออนิกที่ค่อนข้างต่ำสุด (ตารางที่ 1). ·จลนศาสตร์ของการตกตะกอนของ BaSO4 ช้าและสั่งการในอัตราที่ช้าของไตเตรท รูปแบบใหม่ของการเติม titrant จะใช้ - ที่ของการถ่ายโอน titrant ที่มีเครื่องสูบน้ำอัตราการไหลต่ำ นี้จะช่วยให้การดำเนินการไตเตรทอัตโนมัติที่มีอัตราการไตเตรทประมาณ 0.1-0.2 มล. / นาทีอัตรามัก unachieved กับ burettes ลูกสูบเชิงพาณิชย์. ไตเตรท Fig.4-1 การนำไฟฟ้าของซัลเฟตกับ Ba2 + เป็น titrant และ Cl- และ OAc- เป็นแอนไอออนเคาน์เตอร์. ตัวอย่าง : 5.00 มล. 0.50 มิลลิ Na2SO4 กลางน้ำ + เอทานอล 1: 1. Titrant: 10 มิลลิ Ba2 + อัตราการไหล:. 0.122 มล. / นาที4.3 รายละเอียดของการติดตั้งทดลองระบบไหล * สำหรับการปรับสภาพน้ำดื่มไตเตรทของซัลเฟตจะนำหน้าด้วยการปรับสภาพทางเคมีของตัวอย่างที่ระบุไว้ด้านล่าง: ปรับสภาพน้ำดื่มมิน + Xin-, HCO3- (Mi: Ca, Mg, Na, K ฯลฯ ) (Xi: Cl, NO3, SO4 ฯลฯ ) แลกเปลี่ยนประจุบวกโดยการแลกเปลี่ยนไอออนในรูปแบบ H + H +, Xi-, H2CO3 กวาดล้างของ CO2 โดยอุปกรณ์ degassing บางชั้นH +, Xi- วางตัวเป็นกลางโดยไอออนบวก-แลกเปลี่ยน ในรูปแบบ + หลี่หลี่+ Xi- การติดตั้งการปรับสภาพ (ที่ Fig.4-2) ประกอบด้วยสองคอลัมน์แลกเปลี่ยนประจุบวกอุปกรณ์ degassing ชั้นบาง ๆ และการนำไฟฟ้ายานสำรวจดังต่อไปนี้สื่อกระแสไฟฟ้าในระหว่างขั้นตอนชะได้. Fig.4-2 ไหล Ion-exchange ระบบปรับสภาพน้ำดื่ม. ขนาดของคอลัมน์: ความยาว - 100 มิลลิเมตร, ไอดาโฮ (H + คอลัมน์) - 5 มม, ไอดาโฮ (คอลัมน์ Li +) - 6 มม อุปกรณ์ Degassing: ความยาวของเกลียว - ~ 20 ซม, ID - 0.7 มม ยานสำรวจการนำไฟฟ้า (สายไฟทังสเตน): 0.5 มม. เส้นผ่าศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตรความยาวของเส้นโค้งโดยทั่วไปของการไตเตรทของซัลเฟตในน้ำประปาโดยไม่ต้องมีการปรับสภาพและจะแสดงในFig.4-3. Fig.4-3 การกำหนดซัลเฟตในน้ำประปาไทเทรตการนำไฟฟ้าโดยไม่ต้องมีการปรับสภาพและมีการแสดง ตัวอย่างน้ำ - 5.00 มล. จากเทลอาวีฟ-มหาวิทยาลัย กลาง - เอทานอล 50% Titrant - 5.00 มิลลิบา (OAC) 2 อัตราการไหล 0.20 มล. / นาที. * อุปกรณ์ degassing บางชั้น กวาดล้างของ CO2 กวาดล้างของ CO2 จะดำเนินการกับ degassing บางชั้น device2 การแก้ปัญหาจะได้รับการกำจัดก๊าซและก๊าซไม่แยแสผสมพร้อมหลอดเส้นเลือดฝอย (ID = 1 มิลลิเมตรและระยะเวลา 30-60 ซม.) ความดันของก๊าซไม่แยแสคือ ~ 0.3 บาร์และอัตราการไหลจะมีการปรับเพื่อให้การแก้ปัญหาที่ถูกผลักกันกับผนังของเส้นเลือดฝอยที่เป็นภาพยนตร์ที่มองไม่เห็นบางจะเกิดขึ้น ติดต่อใกล้ชิดแก้ปัญหาก๊าซช่วยให้มีประสิทธิภาพการกวาดล้างของก๊าซเดิมที่มีอยู่ในการแก้ปัญหาในกรณีที่ CO2 ในตอนท้ายของหลอดเส้นเลือดฝอยในการแก้ปัญหาคือ CO2 ฟรี. * การนำไฟฟ้าติดตามน้ำทิ้งแลกเปลี่ยนไอออนคอลัมน์วัดในแหล่งกำเนิดของสื่อกระแสไฟฟ้าของน้ำทิ้งเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพสภาพการทำงานที่คอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออน. หลายตัวอย่างจะได้รับ:. (ก) ยานสำรวจการนำไฟฟ้าที่ประตูทางออกของคอลัมน์สามารถตอบสนองงานที่เรียบง่ายของการแสดงให้เห็นในตอนท้ายของขั้นตอนการล้างต่อไปนี้การฟื้นฟูฯ (ข) ในกระบวนการแยกก็สามารถนำมาใช้เป็นเครื่องตรวจจับในขณะที่ประชาคมโลก หรือ HPLC. (ค) และสุดท้ายในกรณีของเราจะช่วยให้การปฏิบัติตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระหว่างการทยอยปรับสภาพของตัวอย่าง (cf, Fig.4-4) กับเนื้อเรื่องของตัวอย่างผ่านคอลัมน์สื่อกระแสไฟฟ้าที่ประตูทางออกของแต่ละคอลัมน์ที่เพิ่มขึ้นจากศูนย์ (ระดับน้ำกลั่น) เป็นค่าคงที่ ในที่ราบสูงองค์ประกอบของน้ำทิ้งที่สอดคล้องกับที่ของกลุ่มตัวอย่างซึ่งในไพเพอร์ทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วย H + หรือหลี่ + ขึ้นอยู่กับชนิดของคอลัมน์ สื่อกระแสไฟฟ้าที่ประตูทางออกของคอลัมน์ H + สูงกว่าที่ของคอลัมน์หลี่ + เนื่องจากปัจจัยต่อไป: (i) สื่อกระแสไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงของ H + เป็นอย่างมากสูงกว่า Li + (ii) ความเข้มข้นของสายพันธุ์คาร์บอที่ประตูทางออก ของคอลัมน์หลี่ + มีค่าเท่ากับศูนย์ (iii) อาจมีการเปลี่ยนแปลงในค่าคงที่ของเซลล์ยานสำรวจที่. Fig.4-4 สื่อกระแสไฟฟ้าที่ออกจากคอลัมน์ในระหว่างการปรับสภาพให้เราพิจารณาสถานการณ์สมมุติซึ่งเป็นปริมาณมากตัวอย่างจะถูกส่งผ่านคอลัมน์ ความจุของคอลัมน์ทะลุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ประตูทางออกของ H + คอลัมน์จะเริ่มลดลงและที่ของคอลัมน์หลี่ + - เพื่อเพิ่มจนความเท่าเทียมกันของการนำเฉพาะจะได้รับ (อธิบาย). ทั่วไปติดตามของสื่อกระแสไฟฟ้าน้ำทิ้งจะแสดง ใน Fig.4-4 ในช่วง elution ที่สื่อกระแสไฟฟ้าในตอนท้ายของการเพิ่มขึ้นของแต่ละคอลัมน์และถึงที่ราบสูงที่ (อธิบายความแตกต่างในสถานที่และความสูงของทั้งสองเส้นโค้ง) ตัวอย่างสำหรับการไตเตรทที่มีการเก็บรวบรวมไว้ที่ประตูทางออกของคอลัมน์หลี่ + เมื่อค่าคงที่ของสื่อกระแสไฟฟ้าจะมาถึง. * การประมาณค่าปริมาณสูงสุดของกลุ่มตัวอย่างผ่านคอลัมน์แลกเปลี่ยนเมื่อกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเชิงปริมาณที่จำเป็นจำนวนตัวอย่างที่จะได้รับการปฏิบัติควรสอดคล้องกับไม่เกิน ~ 70% ของความจุคอลัมน์ ประเภทของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนชนิดของเรซินขนาดของอนุภาคยาง, เรขาคณิตของคอลัมน์และอัตราการไหลอย่างรุนแรงอาจมีผลต่อค่าที่ การประเมินคร่าวๆของปริมาณสูงสุดของกลุ่มตัวอย่างสามารถทำถ้าความเข้มข้นรวมของอิออนชนิดที่เป็นที่รู้จักกันโดยประมาณ วัดของสื่อกระแสไฟฟ้าเฉพาะ k ของตัวอย่างให้ประมาณการของความเข้มข้นของอิออนรวม สมมติว่าการนำเทียบเท่าเฉลี่ย L

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . conductometric titrations

EXP 1 การหาปริมาณซัลเฟตในน้ำ
4.1 . เคมีของระบบ
จํานวนมาก วิธีการวิเคราะห์หาปริมาณซัลเฟตจะขึ้นอยู่กับการ baso4 หรือ pbso4 . ด้วยเทคนิคต่าง ๆ turbidimetric ไททริเมทริก , และได้รับใช้ .
การหาปริมาณการดื่มน้ำ จะขึ้นอยู่กับการตกตะกอนการไทเทรต conductometric ซึ่งจะเป็น baso4

กระบวนการตกตะกอนได้รับเรื่องของการศึกษาที่ครอบคลุม ในส่วนที่เป็นสาร conductometric ของซัลเฟตในน้ำ , การแทรกต่อไปนี้ต้องถือว่า :
( ฉัน ) รูปของแคลเซียม และ mg2 ;
( 2 ) การตกตะกอนของไบคาร์บอเนตคาร์บอเนตและเป็น baco3 ;
( 3 ) H รบกวนถ้าประจุลบไม่แยแสของไทแทรนต์ ( ba2 ) เป็นกรดอ่อน
ที่จะเอาชนะการรบ , การกระทำที่มีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนไอออนระบบการไหลของ used1 .
กลยุทธ์ของการทดลองในมุมมองของจุดข้างต้น :
1 .การรบกวนของแคลเซียมไอออนอื่น ๆและถูกเอาชนะโดยแทนที่ด้วยบวกอีกชนิดที่ผ่านเรซินแลกเปลี่ยนประจุ . ไอออนบวกที่พึงประสงค์ ลี หรือ นา อย่างไรก็ตามขั้นตอน - กลางแทนที่ H - ถ่ายเพื่อที่จะละทิ้งและคาร์บอเนตไบคาร์บอเนต .
2 ผลของขั้นตอนข้างต้น , คาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตเปลี่ยนไปคาร์บอนิกแอซิดกรดคาร์บอนิกจะถูกต้มโดยฉัน ) โซลูชั่น , 2 ) สูงโซลูชั่นด้วยก๊าซที่แตกต่างกันกว่า CO2 ที่แตกต่างกัน วิธีการนี้พัฒนาบนพื้นฐานของฟิล์มบาง gassing ออก ซึ่งมีทั้งประสิทธิภาพ และดัดแปลงได้ดีการไหลของกระบวนการ มีการใช้ .
3 หลังจากทิ้งขวาง และแอนไอออน ,โซลูชั่นที่ประกอบด้วยโปรตอนและไอออนเดิมที่มีอยู่ในตัวอย่าง ยกเว้นชนิดคาร์บอนิก . โปรตอนจะเป็นกลางเพื่อช่วยให้การใช้งานของไทแทรนต์ที่มีอะซิเตทเป็นเคาน์เตอร์ไอออนลบ และยังในการลดรูปพื้นหลัง ส่วนการจะดำเนินการกับ pH เมตริกเทคนิคการไทเทรต ในการทดลองนี้ ที่แตกต่างกัน ,มีประสิทธิภาพมากขึ้นและปรับตัวได้ดี แนวทางการไหลของกระบวนการที่ใช้ : โปรตอนแลกเปลี่ยนผ่านการแลกเปลี่ยนไอออนบวกหรือไอออนกับหลี่นา

4.2 . ปัจจัยที่สำคัญในการตกตะกอนการไทเทรต conductometric
ด้วยเพื่อให้ได้มุมที่คมชัด conductometric Titration โค้งมันเป็นประโยชน์ที่จะใช้ไทแทรนต์ที่ไม่แยแส ( เคาน์เตอร์ ) ไอออนไอออนมีค่อนข้างต่ำระบบ fig.4-1 )โดยการให้คำปรึกษาตาราง 1 เคาน์เตอร์ไอออนของไทแทรนต์ถูกเลือกเป็นอะซิ

โต๊ะ 1 เท่ากับไฟฟ้าที่อนันต์ ( ที่ 250c



แอนไอออนประจุบวก


H

-
0
350 โอลี่



ส่วน Cl - 76.3 na

-
50.1 br ประกาศ
k

3

- 73.5 มี RB
2
-
ch3coo 40.9

76.8 ซีเอส
-
clo4 68





so42 ½ - 80 ใช้อะซิเตตไอออนเป็นข้อ จำกัด ในการจัดองค์ประกอบของตลอดเวลา โซลูชั่น :