[发明专利]滴定设备和滴定方法

说明书

本发明涉及滴定设备和滴定方法。滴定设备包括：滴定测量池，具有滴定器皿；阀装置；以及第一泵，通过第一流体管线将液体从液体供应源抽吸到在第一泵和阀装置之间的流体路径中的临时储存容器，并从临时储存容器经由第二流体管线运输到滴定器皿。第三流体管线将第一泵连接到临时储存容器，并至少在与第一泵相邻的区段中填充有化学组成不影响滴定的工作液体。滴定设备还包括：第二泵，从标定溶液供应源输送标定溶液并运输到滴定器皿；以及电子控制器，控制第一泵和第二泵及阀装置以将液体从样品液体供应源输送到临时储存容器、将液体从临时储存容器经由流体管线运输到滴定器皿、以及将标定溶液从标定溶液供应源运输到滴定器皿中以便实行滴定。

技术领域

本发明涉及一种滴定设备，该滴定设备用于以自动或部分自动的方式实行滴定，以便确定取决于液体样品中的分析物的浓度的测量变量。本发明还涉及一种滴定方法。

背景技术

滴定是定量化学分析方法。在这种情况下，以未知浓度包含在待滴定溶液中的分析物或被滴定物(titrand)在化学反应中与反应物(滴定物)进行反应，其以已知滴定物浓度的标定溶液被添加到待滴定溶液中。将标定溶液添加到待滴定溶液中，直到发生可以以视觉的方式或借助于检测系统检测到并标记滴定的等当点的效果。这种效果可以是例如光学性质方面的突然变化——诸如颜色变化、pH方面的突然变化或待滴定溶液的氧化还原电位方面的突然变化。在可通过颜色变化检测到达到等当点的滴定的情况下，等当点也称为转变点。它形成滴定的终点。

被滴定物的浓度可以根据被添加直到达到等当点的标定溶液的体积来确定。被滴定物可以是包含在液体样品中并且其浓度待借助于滴定(直接滴定)确定的分析物。然而，被滴定物也可以是下述物质：其在待滴定溶液中的浓度是对不同于液体样品中的被滴定物的分析物的浓度的度量，待滴定溶液从该液体样品通过添加一种或多种另外的物质形成(间接滴定)。例如，可以在滴定之前向液体样品中过量地添加反应物，该反应物与液体样品中包含的分析物反应，然后作为被滴定物的过量反应物的反滴定然后可以在由此产生的待滴定溶液中实行。液体样品中的分析物的原始浓度可以从溶液中的被滴定物的、通过滴定确定的量中推导出来。

存在多种不同的滴定方法，例如，酸碱滴定、电导率滴定、沉淀滴定、络合滴定或氧化还原滴定。在实际滴定开始之前，可能需要例如通过化学分解、通过调节和/或缓冲样品的pH、通过添加指示剂、通过稀释、或如前所提及那样通过在液体样品中添加与待确定的分析物反应的反应物，来对液体样品进行预处理)。然后通过添加标定溶液来滴定如此产生的待滴定溶液。

滴定方法的类型也确定了用于确定滴定终点的检测系统的类型。例如，pH传感器、光度传感器、离子选择电极(ion-selective electrode，ISE)、浊度传感器、电导率测量池或电位氧化还原传感器被用于检测等当点。部分地，滴定终点的检测精度通过添加赋形剂——诸如指示剂染料——来提高。

可以用于例如自动过程分析仪的自动或半自动可操作的滴定设备是已知的。过程分析仪用于自动确定测量变量，这些测量变量的值取决于一般液体样品中一种或多种分析物的浓度。这种测量变量例如是某些物质的浓度，例如，离子浓度或某些化学分子化合物的浓度或总和参数，诸如总有机碳(total organic carbon，TOC)、化学需氧量(chemicaloxygen demand，CSB或COD)、总氮含量(total nitrogen content，TN)或高锰酸盐指数(permanganate index，PMI)。这种过程分析器用在例如过程工业中——例如用在用于净化或调节水的过程中、或用在供水网络中的水的检查和监测中、或用在环境分析中。

这种滴定设备的核心元件是滴定测量池。通常，它具有接收滴定中涉及的溶液的滴定器皿，以及用于检测等当点的传感器。例如，传感器可以是集成到滴定器皿中并在操作过程期间与待滴定的溶液接触的电化学传感器或光学传感器。替代性地，传感器也可以是光学的，例如被布置在滴定器皿外部并且通过滴定器皿的透明壁或窗口使测量的辐射辐射通过滴定器皿和滴定器中包含的溶液的光度传感器。