[发明专利]用于测定酸碱浓度的电迁移酸碱滴定装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种分析化学技术领域的装置，具体是一种用于测定酸碱浓度的电迁移酸碱滴定(electromigration acid-base titration，EABT)装置。

背景技术

酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。在酸碱滴定中，溶液的pH怎样随着标准物质的滴入而改变，怎样选择指示剂确定终点，并使该终点能充分接近化学计量点，从而获得尽量准确的测定结果，是至关重要的。

至今，已经有三种酸碱滴定方法。第一种是用滴定管操作的酸碱体积滴定。1791年Descroizilles设计了第一个量筒型的滴定管，1824年Gay-Lussac首次用滴定管滴定了标准靛蓝溶液。18世纪50年代Mohr对酸碱滴定的方法和普及方面做出了巨大的贡献，编写了第一本“分析化学滴定方法”(Haber，F.，Klemensiewicz，Z.Z.Phys.Chem.，1909，65，385-431)以溶液的pH为纵坐标，所滴入的滴定剂的物质的量或体积为横坐标，绘制滴定曲线，它能展示滴定过程中pH的变化规律。第二种是电导酸碱滴定方法。用电导仪测定滴定溶液的电导，通过测定酸碱滴定终点溶液电导变化来测定酸碱浓度(Walker，J.L.Anal.Chem.，1971，43，91A)第三种是电位滴定。电位仪测定溶液的氧化电位来指示酸碱滴定的平衡点(Kocaoba，S.，Aydogan，F.，Afsar，H.，Rev.Anal.Chem.，2008，27，123-130)。

传统的酸碱中和滴定，对指示剂的选择有很高要求，要求指示滴定终点的变色点在指示剂的变色范围内，但是指示剂的变色范围(指从一色调改变至另一色调)不是根据pKa值计算出来的，而是依靠肉眼观察出来的，由于肉眼对颜色的敏感度不同，加上两种颜色互相影响，所以实际观察结果彼此常有差别。挑选指示剂的变色范围应在滴定pH突越范围内，挑选合适的指示剂在有些情况下会有一定的困难。

发明内容

本发明的目的就是针对以上存在的问题，提供一种用于测定酸碱浓度的电迁移酸碱滴定装置，该装置利用移动中和界面(moving neutralization boundary，MNB)原理形成反应界面，通过记录单位时间内MNB的相对距离不同来测定酸碱浓度。不同酸碱指示剂对MNB实验结果无明显影响，因此能够解决传统酸碱滴定时挑选指示剂的困难。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：两个电解液槽、凝胶管、两个蠕动泵、两个废液槽、电压供给装置和数据记录装置，其中：电压供给装置的正极分别与凝胶管的一端、阳极蠕动泵以及阳极废液槽相连接，电压供给装置的负极分别与凝胶管的另一端、阴极蠕动泵以及阴极废液槽相连接，阳极蠕动泵和阴极蠕动泵分别与各自对应的阳极电解液槽和阴极电解液槽相连接，数据记录装置设置于凝胶管上。

所述的电压供给装置包括：直流电源、两个电极和两个电极管，其中：阳极电极和阴极电极分别安装在各自对应的阳极电极管和阴极电极管中并与直流电源的正负极相连，阳极电极管和阴极电极管的一端分别与阳极废液槽和阴极废液槽相连接，阳极电极管和阴极电极管的另一端与凝胶管的阳极端和阴极端相连。

所述的直流电源的输出电压为最高600V/100mA电流，可实现恒压和恒流操作。

所述的电极为金属铂电极、金电极或石墨电极。

所述的凝胶管的内部两端对应分别为阳极侧和阴极侧，其中：阳极侧内设有凝胶管内含凝胶、酸溶液、背景电解质溶液和指示剂，阴极侧内设有凝胶、碱溶液、背景电解质溶液和指示剂。

所述的背景电解质含量为50-400mmol/L。

所述的指示剂为酸碱指示剂。

所述的阳极电解液槽以及阴极电解液槽中分别注有与凝胶管中相同的酸溶液和背景电解质溶液或碱溶液和背景电解质溶液。

所述的背景电解质溶液为：锂离子、钾离子或钠离子的电解质溶液。

所述的数据记录装置包括CCD相机和刻度标尺，其中：CCD相机垂直置于凝胶管上方，刻度标尺位于凝胶管下方。