РУЧНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ТИТРОВАНИЯ

Изобретение относится к лабораторному оборудованию и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и им подобных областях.
Процесс титрования заключается в постепенном добавлении раствора известной концентрации к анализируемому раствору с целью установления концентрации последнего.
Известны различные ручные установки для титрования, например, ручной титратор АТП-1Д (http://www.portlab.ru/catalog/1/42/558.html), поршневая электронная бюретка серии Titronic (http://www.mega-lab.ru/catalog/device/Titratory/Porshne_elektronnaya_byuretka_serii_Titronic).
Недостатками таких устройств является необходимость подключения к электросети, к компьютеру, т.к. для контроля объема подаваемого титранта используется микропроцессор; сложность конструкции и высокая цена из-за наличия электроники; опасность и ненадежность при работе в неподготовленных помещениях (сырых, пыльных и т.п.) из-за наличия электроники. Все это делает устройства сложными в обслуживании и не удобными для применения в лабораториях учебных заведений. Данные прототипы более удобны при работе в специально оборудованных испытательных лабораториях и на предприятиях.
В учебных заведениях, как правило, используются установки, предполагающие крепление бюретки и емкости для титрования на лабораторном штативе.
В качестве ближайшего аналога выбрана установка для ручного титрования, описанная в книге «Основы практических работ по химии» (http://www.himikatus.ru/art/htlab/44byuretkil.php).
Аналог обладает рядом недостатков:
- конструкция усложнена многими элементами (тройник, шланги, пробки, склянки), из-за которых возможна потеря исследуемого образца: вещество будет вытекать через щели, тратится на смачивание поверхности;
- в установке нельзя хранить титрант - щелочь (каждый раз придется делать новый раствор), т.к. она взаимодействует со стеклом;
- резиновые пробки пропускают газы в рабочую емкость установки для титрования, что ведет к порче титранта;
- непрозрачный резиновый шланг не позволяет увидеть пристеночные пузырьки, которые необходимо удалять, что приводит к систематической погрешности.
В качестве емкости для титранта используют, как правило, стеклянные и металлические банки, бутыли.
Известны способы закрывания верхнего отверстия бюретки.
Верхний конец бюретки закрывают от попадания пыли и испарения раствора маленьким стаканчиком или широкой пробиркой (http://www.himikatus.ru/art/htlab/44byuretkil.php), стеклянным колпачком (http://www.miico94.ru/official/docs/show/?id=260).
Недостатком является негерметичность соединения, т.к. данные колпачки неплотно прилегают к краям бюретки, что может приводить к попаданию в раствор случайных нежелательных примесей (пыли, других веществ).
Верхний конец бюретки закрывают резиновой пробкой (http.7/noval-factory.ru/spravoclmik/makaronnye_izdeliya/tekhnokhimkontrol/pravila_raboty_s_titrovannymi_rastvorami/), пробкой с хлорокальциевой трубкой (httpp/www.himikatos.ru/art/htlab/44byuretkil.php).
Недостаток устройства в том, что резиновые пробки пропускают газы в рабочую емкость установки для титрования, что ведет к порче титранта.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной и простой в эксплуатации ручной установки для титрования, позволяющей экономить реагенты, а также более эффективно проводить анализ за счет уменьшения погрешности.
Поставленная задача и технический результат достигаются:
- увеличение точности измерения за счет запаянной емкости для титранта и колпака для бюретки (что особенно важно для щелочей, которые образуют карбонаты в присутствии углекислого газа), т.к. не позволяют попасть в титрант сторонним веществам (газам, пыли и другим реагентам) и вызвать существенную ошибку при проведении титрования;
- удобство эксплуатации, т.к. наличие колпака для бюретки позволяет не сливать титрирующее вещество после каждого исследования;
- простота конструкции за счет использования меньшего количества деталей.
Данная задача решается за счет того, что ручная установка для титрования, включающая химический штатив, муфту для крепления бюретки, емкость для титранта, титрантоподвод, регулирующие клапаны, бюретку, отличается тем, что емкость для титранта выполнена из ПВХ и запаяна, на ней нанесены специальные деления; отверстия ввода и вывода титранта оснащены обратными клапанами; колпак для бюретки выполнен из поливинилхлорида и имеет ручку.
На фиг. 1 представлена конструкция ручной установки для титрования.
На фиг. 2 представлен колпак для бюретки, где: 1 - ручка, 2 - цилиндрический корпус колпака, 3 - полая часть колпака.
Устройство содержит химический штатив (1), муфты (2), крепление для емкости (3), емкость для титранта (4), отверстие для ввода титранта (5), обратный клапан (6), пробку для емкости (7), отверстие для вывода титранта (8), обратный клапан (9), титрантоподвод (10), регулирующий клапан (11), бюретка (12), регулирующий клапан (13), колпак для бюретки (14), ручка колпака (15).
Емкость прямоугольной формы из ПВХ (4), запаяна по периметру. Толщина пайки может составлять 0,5-0,7 см., так как емкость предназначена для агрессивных веществ. В верхней части емкости в пайке находится отверстие (5), оборудованное обратным клапаном (6), закрытым снаружи стеклянной притертой крышкой (14). В нижней части емкости в пайке находится отверстие с возможным диаметром 1 см (8), к которому припаян титрантоподвод (10). Отверстие оборудовано обратным клапаном (9), не дающим титранту, вышедшему из емкости в титрантоподвод, вернуться назад. На емкости могут быть нанесены специальные деления (от 0 до 1 л с шагом 0,1 л) для определения объема вытекающего титранта. В предложенном устройстве титрант в емкости испытывает наименьшее влияние окружающей среды, что напрямую влияет на точность анализа.
Бюретка (12) закрывается колпаком цилиндрической формы из поливинилхлорида (14), который вверху запаян и имеет ручку овальной формы (15). Колпак плотно прилегает к бюретке и практически полностью исключает попадание сторонних веществ (например, газов) в рабочую емкость титровальной установки и позволяет намного дольше хранить титрант в бюретке. Ручка для его снятия добавляет комфорта при работе.
Устройство работает следующим образом:
На штатив на верхнюю муфту (2) вешаем емкость (4). К нижней муфте (2) прикрепляем бюретку (12). Открываем пробку (7), через отверстие для ввода титранта (5) наливаем титрант, закрываем емкость (4), пробкой (7). С бюретки (12) снимаем колпак (14), надавливаем на регулирующий клапан (11), после чего титрант через отверстие для вывода титранта (8) и титрантоподвод (10) поступает в бюретку (14). Надавливая на регулирующий клапан (13), мы начинаем титрование.
После того как титрант заканчивается в бюретке (12), надавливаем на регулирующий клапан (11) до заполнения бюретки.
После окончания титрования бюретку закрываем колпаком (14).
Предложенное устройство используется на физико-техническом факультете ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет»