一種反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置及五步碘量法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于消毒劑檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置及不加淀 粉的五步碘量法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB28931-2012的附錄A中提供了一種檢測(cè)二氧化氯消毒劑發(fā)生器產(chǎn)生的 二氧化氯、氯氣、亞氯酸根離子、氯酸根離子含量的方法，叫做五步碘量法。其檢測(cè)原理是， 利用不同pH條件下(：1〇2、(：12、(：1〇2_、(：10廠分別與廠反應(yīng)產(chǎn)生碘單質(zhì)，用硫代硫酸鈉滴定生成 的碘，檢測(cè)過程一共分五個(gè)步驟來進(jìn)行，所以稱為五步碘量法，通過每一步消耗的硫代硫酸 鈉的量來計(jì)算各物質(zhì)的含量。
[0003] 傳統(tǒng)五步碘量法每個(gè)步驟均利用淀粉作指示劑，其可以結(jié)合碘單質(zhì)（12)，顏色由 紅紫色變?yōu)樗{(lán)色。正是利用淀粉該特性，采用淀粉作為滴定終點(diǎn)指示劑。淀粉溶液作為指示 劑與其他大部分指示劑不同，它不能過早加入試樣中，提前加淀粉指示劑，淀粉會(huì)形成膠體 包裹住碘單質(zhì)，影響滴定終點(diǎn)顏色的變化，對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷會(huì)產(chǎn)生誤差。所以要求在接近 終點(diǎn)時(shí)也就是滴定至溶液成淡黃色時(shí)才加入淀粉指示劑，這時(shí)少量未反應(yīng)碘單質(zhì)和淀粉結(jié) 合產(chǎn)生藍(lán)色，繼續(xù)滴定溶液從藍(lán)色變成無色。
[0004] 五步碘量法第二步溶液是在第一步的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入鹽酸使pH < 2,此時(shí)由第一 步二氧化氯反應(yīng)轉(zhuǎn)化成的亞氯酸鹽及樣品本身含有的亞氯酸鹽參與反應(yīng)，產(chǎn)生大量的碘單 質(zhì)，第二步溶液已含有淀粉指示劑，此時(shí)由于溶液中含有大量碘單質(zhì)，淀粉會(huì)形成膠體包裹 住碘單質(zhì)，影響滴定終點(diǎn)顏色的變化，對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷會(huì)產(chǎn)生誤差。同樣，第四步也存在 相同的缺陷。
[0005] 本發(fā)明要解決的問題是五步碘量法中第二、四步淀粉指示劑提前與高濃度碘單質(zhì) (12)反應(yīng)，淀粉會(huì)形成膠體包裹住碘單質(zhì)，影響到滴定終點(diǎn)顏色的變化，對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷 會(huì)產(chǎn)生誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有五步碘量法中第二、四步溶液中已含 有淀粉指示劑，其會(huì)提前與高濃度碘單質(zhì)反應(yīng)，形成膠體包裹住碘單質(zhì)，影響最終終點(diǎn)判定 的精確性。從而提出一種提高終點(diǎn)判斷的靈敏度和可靠性的反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置及不加淀粉 的五步碘量法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] 本發(fā)明提供一種反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，其包括，反應(yīng)容器，設(shè)置于所述反應(yīng)容器上方 的滴定管，設(shè)置于反應(yīng)容器外部一側(cè)的單色光源和位于反應(yīng)容器另一側(cè)、所述單側(cè)光源對(duì) 側(cè)的光電接收器，所述光電接收器連接有一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述反應(yīng)容器為透明容器，所述單色光源發(fā)出的光穿過反應(yīng)容器內(nèi)的 溶液被所述光電接收器接收。
[0010] 作為優(yōu)選，所述單色光源發(fā)出的光波長(zhǎng)為370-480nm。
[0011] 作為優(yōu)選，還包括滴定管架，所述滴定管連接于所述滴定管架。
[0012] 作為優(yōu)選，所述所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)所述光電接收器接收到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析、運(yùn)算，得出溶液的吸光度;所述攪拌裝置為磁力攪拌器。
[0013] 本發(fā)明還提供一種五步碘量法，包括如下步驟：
[0014] 1)將2-5體積份的待測(cè)樣品與50-300體積份水混合并用磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié)至pH 為7，加入8-20體積份碘化鉀溶液后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至混合溶液變?yōu)榈S色， 采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度 值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過量；
[0015] 2)向所述步驟1)得到的溶液中逐漸加入鹽酸溶液或硫酸溶液，將混合溶液調(diào)節(jié)至 pH < 2，放置暗處?kù)o置后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，采用所述反應(yīng)終 點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后 繼續(xù)滴定過量；
[0016] 3)將2-5體積份的待測(cè)樣品用磷酸鹽緩沖溶液將pH調(diào)節(jié)為7,然后通入氮?dú)庵寥芤?無色，加入碘化鉀溶液，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝 置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定 過量；
[0017] 4)在步驟3)得到的溶液中加入鹽酸溶液，調(diào)節(jié)混合溶液至pH <2,暗處?kù)o至后，用 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶 液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過量；
[0018] 5)取0.8-1.5體積份溴化鉀溶液、10-15體積份濃鹽酸混合均勻后加入2-5體積份 待測(cè)樣品，密閉混合并暗處?kù)o置，加入8-20體積份碘化鉀溶液，然后與25-50體積份飽和磷 酸氫二鈉溶液混合后加入水，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至混合溶液呈淡黃色，采用所述 反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突 變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過量;同時(shí)用蒸餾水作空白對(duì)照。
[0019] 作為優(yōu)選，所述硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.01-0. lmol/L。
[0020] 作為優(yōu)選，所述碘化鉀溶液濃度為l〇〇g/L，所述溴化鉀溶液濃度為50g/L。
[0021 ]作為優(yōu)選，所述步驟2)中的鹽酸溶液或硫酸溶液濃度為2.5N。
[0022] 作為優(yōu)選，所述步驟4)中鹽酸濃度為0. l-10mol/L;所述步驟5)中的濃鹽酸濃度為 12mol/L〇
[0023] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] (1)本發(fā)明所述的反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，單色光源發(fā)出單色入射光，通過反應(yīng)容器內(nèi) 的溶液后，照射在光電接收器上產(chǎn)生電流，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)得到的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將 數(shù)據(jù)以吸光度的形式顯示。隨著滴定過程的進(jìn)行，溶液顏色逐漸由紅色至淡黃色至無色，吸 光度也越來越小，邊加入硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，邊記錄吸光度，至吸光度發(fā)生突躍，繼續(xù)滴 定過量，并記錄吸光度。本裝置解決了傳統(tǒng)五步碘量法中第2、4步容易出現(xiàn)淀粉指示劑提前 與高濃度碘單質(zhì)反應(yīng)，淀粉形成膠體包裹住碘單質(zhì)，影響反應(yīng)終點(diǎn)顏色的變化，對(duì)滴定終點(diǎn) 的判斷產(chǎn)生誤差的問題。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，靈敏度和精確度高。
[0025] (2)本發(fā)明所述的五步碘量法，不加入淀粉指示劑，利用碘單質(zhì)自身的顏色變化并 結(jié)合所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置來判斷滴定終點(diǎn)，在碘單質(zhì)被反應(yīng)完全時(shí)吸光度最小，此方法 可以自動(dòng)判斷滴定終點(diǎn)，避免了人眼判斷反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)的主觀局限性，滴定終點(diǎn)的靈敏度和 可靠性得到大幅提高。
【附圖說明】
[0026] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述的反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明所述的反應(yīng)終點(diǎn)滴定曲線圖。
[0029] 圖中附圖標(biāo)記表示為：1-反應(yīng)容器;2-滴定管;3-單色光源;4-光電接收器;5-數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng);6-滴定管架。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例提供一種反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，其包括，反應(yīng)容器1，設(shè)置于所述反應(yīng)容器1 上方的滴定管2,所述滴定管2通過滴定管夾連接于滴定管架6,還包括設(shè)置于反應(yīng)容器1外 部一側(cè)的單色光源3和位于反應(yīng)容器1另一側(cè)、所述單側(cè)光源3對(duì)側(cè)的光電接收器4,所述光 電接收器4連接有一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5;其中，反應(yīng)容器1為透明容器，所述單色光源4發(fā)出的單 色光穿過反應(yīng)容器1內(nèi)的溶液被所述光電接收器4接收;所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5對(duì)所述光電接 收器接收到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、運(yùn)算，得出溶液的吸光度，所述單色光源發(fā)出的光波長(zhǎng) 為370-480nm，本實(shí)施例中優(yōu)選為388nm。
[0032] 本實(shí)施例所述的反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置的工作過程為：?jiǎn)紊庠?發(fā)出388nm的入射 光，其穿過反應(yīng)容器1內(nèi)的溶液，照射到光電接收器4上，產(chǎn)生電流，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5對(duì)測(cè)得的 電流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，以吸光度的形式顯示，隨著滴定過程的進(jìn)行，溶液顏色逐漸由紅色至 淡黃色至無色，吸光度也越來越小，邊加入硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，邊記錄吸光度，至吸光度 發(fā)生突躍，繼續(xù)滴定過量，并記錄吸光度。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 本實(shí)施例提供一種五步碘量法，包括如下步驟：
[0035] 1)將3ml的待測(cè)樣品與200ml水混合并用磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié)至pH為7,加入10ml 濃度為l〇〇g/L的碘化鉀溶液后，用濃度為0.05mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至混合溶 液變?yōu)榈S色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液， 至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過量，如圖2所示，在突變點(diǎn)前后利用最小二乘法或 表格工具繪制兩條直線，計(jì)算兩條直線的交點(diǎn)值，即為滴定終點(diǎn)時(shí)的硫代硫酸鈉的加入體 積，將此體積記為加入的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為VI，本實(shí)施例中VI為1.45ml;
[0036] 2)向所述步驟1)得到的溶液中逐漸加入2ml濃度為2.5N的鹽酸溶液，將混合溶液 調(diào)節(jié)至pH < 2，放置暗處?kù)o置5min后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，采用 所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá) 到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過量，計(jì)算滴定終點(diǎn)時(shí)加入的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V2，本實(shí)施例 中V2為3.11ml;
[0037] 3)將3ml的待測(cè)樣品用磷酸鹽緩沖溶液將pH調(diào)節(jié)為7,然后通入高純氮?dú)庵寥芤簾o 色，加入10ml碘化鉀溶液，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝 置，繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定 過量；
[0038] 4)在步驟3)得到的溶液中加入濃度為5mol/L的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)混合溶液至pH < 2， 暗處?kù)o至后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置， 繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過 量，計(jì)算滴定終點(diǎn)時(shí)加入的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V3，本實(shí)施例中V3為0.00ml;
[0039] 5)取lml體積份溴化鉀溶液、12ml濃度為12m〇VL的濃鹽酸混合均勻后加入3ml待 測(cè)樣品，密閉混合并暗處?kù)o置，加入l〇ml碘化鉀溶液，然后與35ml飽和磷酸氫二鈉溶液混合 后加入水，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至混合溶液呈淡黃色，采用所述反應(yīng)終點(diǎn)判斷裝置， 繼續(xù)向混合溶液中滴定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，至溶液吸光度值達(dá)到突變點(diǎn)后繼續(xù)滴定過 量，計(jì)算滴定終點(diǎn)時(shí)加入的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積；同時(shí)用蒸餾水作空白對(duì)照，加入的硫 代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減去蒸餾水體積記為V4，本實(shí)施例中V4為4.70ml。
[0040] 本實(shí)施例中，所述硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、磷酸鹽緩沖溶液、所述碘化鉀溶液、淀粉 溶液、溴化鉀溶液、飽和磷酸氫二鈉溶液均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB-28931 -2012中的方法制備。 [0041 ]本實(shí)