Brevet FR2580404A1 — publié le 19861017

La présente invention concerne un dispositif pour le dosage ampérométrique en continu des nitrites et/ou des nitrates qui sont présents dans un milieu aqueux quelconque. Il est déjà connu un certain nombre de méthodes ainsi que de dispositifs pour déterminer la teneur en nitrites et/ou en nitrates d'un milieu liquide. Ainsi,le dosage des nitrites est jusqu'à présent effectué en discontinu, soit selon des méthodes colorimétriques,soit selon des méthodes électrochimiques. Les premières sont des adaptations variées d'un même principe qui consiste à former uncolorant azoique dont la concentration, déterminée par spectro- photométrie, est proportionnelle à la teneur en nitrites de l'échantillon. Quant aux méthodes électrochimiques, elles comprennent en fait deux méthodes: l'une voltampé- rométrique et l'autre coulométrique qui ne sont en fait- que des méthodes éventuellement applicables au laboratoire, soit après séparation des nitrites et des nitrates par chromatographie en phase liquide haute performance, soit après détermination préalable de la teneur en nitrates de l'échantillon. Ces méthodes électrochimiques ne peuvent être mises en oeuvre en continu car il est impératif de désoxygéner au préalable l'échantillon: en effet la détection est effectuée par réduction. On connaît par ailleurs des dispositifs permettant de doser en continu des nitrites et/ou des nitrates présents dans un fluide. Par exemple,la demande de brevet français FR-A-2 265 093 est relative à un dispositif de mesure bi -ampérométrique qui comprend deux électrodes de platine, un micro-ampèremètre associé à un enregistreur. Comme exemple d'application est donnée la détermination de la teneur en nitrates: les nitrates sont préalablement réduits en nitrites en utilisant des ions iodures. Ce dispositif permet de déterminer la concentration en iode qui est proportionnelle à celle en nitrites. Si on connaît par une mesure préalable la teneur en nitrites, on peut donc en déduire la teneur en nitrates. Il s'agit par conséquent d'une mesure indirecte de la teneur en nitrates puisqu'en fait on mesure la concentration en un troisième élément, l'iode en l'occurrence. Aussi un des buts de la présente invention est-il de fournir un dispositif pour le dosage ampéromé- trique en continu des nitrites et/ou des nitrates qui ne nécessite pas de doser un élément intermédiaire. Un autre but de l'invention est de fournir un tel dispositif qui permet de doser les nitrites et/ou les nitrates présents dans un milieu aqueux quelconque, notamment salin et non-salin. Ces buts ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints par un dispositif pour le dosage ampérométrique en continu des nitrites et/ou des nitrates qui sont présents dans un milieu aqueux quelconque, lequel dispositif comprend, selon la présente invention, une cellule à circulation qui est munie d'une électrode indicatrice au platine,un microampèremètre relié à cette électrode, une cuve de mélange qui est située en aval de cette cellule par rapport au sens de circulation des fluides et qui est reliée, d'une part, à un réservoir d'une solution tampon et, d'autre part, à une source de liquide dont la teneur en nitrites et/ou nitrates doit être déterminée. Avantageusement ce dispositif comprend également une pompe péristaltique à deux voies disposées sur les conduites reliant la cuve de mélange à la source de liquide et au réservoir de solution tampon. De préférence,-le micro-ampèremètre est un micro-ampèremètre enregistreur. Avantageusement, le potentiel de l'électrode in- dicatrice au platine est d'environ 1040 mV par rapport à l'électrode au calomel. De préférence, ce dispositif comprend également des moyens pour corriger automatiquement les effets de lavariation de la température de la cellule à circulation. Avantageusement, la solution tampon comprend du chlorure d'ammonium, du phosphate mono- potassique ou de l'acide citrique et de l'acide picolique. Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, cette solution tampon comprend 0,2 M de chlbrure d'ammonium, 0,02 M de phosphate mono- potassique et 0,01 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 7,5. Selon un second mode de réalisation, cette solution tampon comprend 0,2 M de chlorure d'ammonium, 0,02 M de phosphate monopotassique et 0,1 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 6,5. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, la solution tampon comprend 0,2M de chlo- rure d'ammonium, 0,05 M d'acide citrique et 0,01 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 7. Avantageusement, le dispositif selon la présente invention comprend également, disposé entre la cuve de mélange et la cellule à circulation, un moyen pour réduire lesnitratesen nitrites. De préférence, ce moyen est constitué par une colonne de cadmium cuivré. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif selon la présente invention; - la figure 2 représente schématiquement un tel dispositif comportant un moyen pour réduire les nitrates en nitrites. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, un dispositif pour le dosage en continu des nitrites et/ou des nitrates qui sont présents dans un milieu liquide quelconque, comprend une cellule à circulation 1 qui est munie d'une électrode 2 indicatrice au platine. Cette électrode est reliée, d'une part, à une source d'énergie 3 et, d'autre part, à un micro-ampèremètre 4. Ce dispositif comprend également une cuve de mélange 5 située en aval de lacellule 1 selon le sens F de circulation des fluides: cette cuve est reliée, d'une part, à une source de liquide dont la teneur en nitrites et/ou en nitrates doit être déterminée, et, d'autre part, à un réservoir 6 de solution tampon. Une pompe péristaltique 7 à deux voies est disposée sur les conduites 8 et 9 reliant respectivement le réservoir 6 et la source de liquide à la cuve 5. Le micro-ampèremètre 4 est un micro- ampèremètre enregistreur. Le courant mesuré par ce micro- ampèremètre est proportionnel à la quantité de nitrites et/ou de nitrates contenue dans le milieu aqueux. Quant à la source d'énergie 3, elle permet d'appliquer aux bornes de l'électrode 2 un potentiel d'environ 1040 mV ( 50 mV) par rapport à l'électrode au calomel. Ce dispositif peut également être muni, si nécessaire, d'un moyen pour corriger automatiquement les effets de la variation de la température de la cellule à circulation 1. La solution tampon 10 contenue dans le réservoir 6 comprend du chlorure d'ammonium (NH4Cl), du phosphate monopotassique ou di-hydrogénophosphate de potassium (KH2P04) ou de l'acide citrique et de l'acide picolique ou acide pyridine 2-carboxylique. Dans le tableau 1 ci-après, sont indiquées troiscompositions de solution tampon 10. T A B L E A U 1 * pH NH4Ci KH2PO4 acide citrique acide picolique Solution NI 1 7,5 0,2 M 172,5 g/i 0,02 M 44 g/1 - - 0,01 M 20 g/i Solution NO 2 6,5 0,2 M 172,5 g/1 0,02 M 44 g/ _ 0,1 M 200 g/i Solution N 3 7 0,2 M 172,5 g/l - - 0,05 M 168 g/1 0,01M 20 g/1 Le pH est ajusté à l'ammoniaque. C%> in Max O La solution N i ci-dessus est particulière- ment destinée au dosage de nitrites et/ou de nitrates lorsque le milieu aqueux est de l'eau douce, tandis que la solution N 2 est préférée lorsque le milieu aqueux est de l'eau de mer. Si le milieu aqueux est très chargé en magnésium et en calcium, il sera nécessaire d'augmenter la teneur en acide picolique jusqu'à une concentration de l'ordre de 0,2 M. Ceci conduira à modifier en consé- quence le rapport de dilution et éventuellement le pH. La solution N 3 est particulièrement adaptée dans le cas d'eaux dures et de mer. Le débit de la pompe 7 est réglé de telle sorte que le rapport entre le débit de la solution tampon 10 et le liquide aqueux soit de l'ordre de 6,62 %. Le dispositif représenté schématiquement à la figure 2 est identique à celui décritci-dessus, mais il comprend en plus un moyen 11 pour réduire les nitrates en nitrites qui est disposé entre la cuve 5 et la cellule 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen est constitué, par exemple par une colonne de cadmium cuivré. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour le dosage ampérométrique en continu des nitrites et/ou des nitrates qui sont présents dans un milieu aqueux quelconque, caractérisé en ce qu'il comprend une cellule à circulation (1) qui est munie d'une électrode (2) indicatrice au platine, un micro- ampèremètre (4) relié à ladite électrode (2), une cuve (5) de mélange qui est située en aval de ladite cellule (1) par rapport au sens de circulation dudit milieu aqueux et qui est reliée, d'une part, à un réser- voir (6) d'une solution tampon (10) et, d'autre part, à une source de liquide dont la teneur en nitrites et/ou nitrates doit être déterminée. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également une pompe péristaltique (7) à deux voies disposées sur les conduites (8, 9) reliant ladite cuve de mélange (5) à la source de liquide et audit réservoir (6) de solution tampon. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit micro-ampèremètre est un micro-ampèremètre enregistreur. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le potentiel de ladite électrode (2) indicatrice au platine est d'en- viron 1040 mV par rapport à l'électrode au calomel. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens pour corriger automatiquement les effets de la variation de la température de ladite cellule (1) à circulation. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite solu- tion tampon (10) comprend du chlorure d'ammonium, du phosphate monopotassique ou de l'acide citrique et de l'acide picolique. 7.-- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite solution tampon (10) comprend 0,2 M de chlorure d'ammonium, 0,02 M de phos- phate monopotassique et 0,01 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 7, 5. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite solution tampon (IO) comprend 0,2 M de chlorure d'ammonium, 0,02 M de phos- phate monopotassique et 0,1 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 6,5. 9.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite solution tampon (10) comprend 0,2 M de chlorure d'ammonium, 0,05 M d'acide citrique et 0,01 M d'acide picolique, et a un pH d'environ 7. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend également, disposé entre ladite cuve de mé- lange (5) et ladite cellule (1) à circulation, un moyen (11) pour réduire les nitrates en nitrites. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit moyen (11) est constitué par une colonne de cadmium cuivré.