Р 50.2.034-2004

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ЭЛЕКТРОДЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫЕ
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ
(КОНЦЕНТРАЦИИ) ИОНОВ
В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Государственным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ГП «ВНИИФТРИ») Госстандарта России

ВНЕСЕНЫ Управлением метрологии

2 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 30 января 2004 г. № 45-ст

3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Р 50.2.034-2004

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ

Государственная система обеспечения единства измерений ЭЛЕКТРОДЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ (КОНЦЕНТРАЦИИ) ИОНОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Методика поверки

Дата введения 2004-03-01

1 Область применения

Настоящие рекомендации распространяются на ионоселективные электроды (в том числе комбинированные), предназначенные для измерения потенциометрическим методом активности (концентрации) ионов в водных растворах, и устанавливают методы и средства первичной и периодической поверок.

Рекомендуемый межповерочный интервал - один год.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 4234-74-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 17792-72 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 27987-88 Анализаторы жидкости потенциометрические ГСП. Общие технические условия

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

3 Термины и определения

В настоящих рекомендациях применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 ионоселективный электрод: Сенсор (датчик), имеющий линейный участок зависимости потенциала от показателя активности данного иона (рХ) в растворе.

3.2 электрод сравнения: Электрохимический полуэлемент - источник постоянного потенциала, который является опорным при потенциометрических измерениях.

3.3 потенциал ионоселективного электрода: ЭДС электрохимической ячейки, состоящей из ионоселективного электрода и электрода сравнения в растворе, с определенной концентрацией измеряемых ионов.

3.4 градуировочная характеристика: Зависимость (в табличном и графическом видах) потенциала ионоселективного электрода от логарифма активности ионов данного вида (показателя активности рХ).

3.5 показатель активности ионов рХ: Отрицательный десятичный логарифм активности ионов, определяемый по формуле

где X - обозначение данного иона;

а_х - активность данного вида ионов в растворе, моль/дм³ (а_х = gС_х, где g - коэффициент активности; С_х - концентрация данного вида ионов в растворе, моль/дм³);

 - стандартное значение активности, равное 1 моль/дм³.

3.6 буферный раствор, поддерживающий постоянную общую ионную силу (БРОИС): Буферный раствор с высокой ионной силой, добавляемый к анализируемому и контрольным растворам для выравнивания их ионной силы.

Примечание - Для некоторых электродов состав БРОИС подбирают таким образом, чтобы обеспечить необходимое значение рН раствора, а также разрушение комплексов, мешающих определению данного иона.

4 Операции поверки

4.1 При поверке электродов должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

5 Средства поверки

5.1 При поверке электродов должны быть применены средства измерений и вспомогательные средства, указанные в таблице 2.

Таблица 2

5.2 Средства измерений должны быть исправны и иметь свидетельства о поверке по ПР 50.2.006 [1], а оборудование - аттестаты по ГОСТ Р 8.568.

6 Требования к квалификации поверителя

6.1 К проведению поверки допускаются лица, имеющие высшее или среднетехническое образование, опыт работы в области аналитической химии, ежегодно проходящие проверку знаний по технике безопасности, владеющие техникой потенциометрических измерений, изучившие настоящие рекомендации и аттестованные в качестве поверителя.

7 Требования безопасности

7.1 Требования безопасности при поверке должны соответствовать изложенным в эксплуатационной документации (далее - ЭД) на электроды, поверочное оборудование и средства измерений. Также необходимо соблюдать основные правила безопасности работ в химической лаборатории.

8 Условия поверки и подготовка к ней

8.1 Поверка должна проводиться в следующих условиях:

- температура окружающей среды - (20±5) °С;

- относительная влажность воздуха - от 30 % до 80 %;

- атмосферное давление - от 630 до 800 мм рт. ст.

8.2 На поверку должны быть представлены чистые электроды с полным комплектом ЭД, содержащей технические характеристики электродов, состав и методики приготовления контрольных растворов, БРОИС и раствора для электролитического ключа.

Примечание - Электроды, не имеющие в ЭД методик приготовления контрольных растворов, БРОИС и раствора для электролитического ключа, к поверке не допускаются.

8.3 Ионоселективные электроды должны быть подготовлены к работе в соответствии с ЭД.

8.4 Хлорсеребряный электрод сравнения должен быть подготовлен к работе в соответствии с ЭД.

8.5 Контрольные растворы, необходимые для поверки, и БРОИС готовят в соответствии с ЭД на ионоселективный электрод.

8.6 Электролитический ключ заполняют соответствующим раствором, указанным в ЭД на ионоселективный электрод.

9 Проведение поверки

9.1 Внешний осмотр

9.1.1 При проведении внешнего осмотра проверяют:

- наличие четкой маркировки на электроде;

- отсутствие механических повреждений электрода.

Электроды, имеющие дефекты, к дальнейшей поверке не допускают.

9.2 Определение потенциала электрода

9.2.1 Для определения потенциала электрода собирают установку, изображенную на рисунке А.1 приложения А - для всех электродов, кроме комбинированных, на рисунке А.2 - для комбинированных электродов.

9.2.2 Термостатируют в течение 30 мин ячейку 2 при температуре, указанной в ЭД.

9.2.3 Проводят не менее трех раз измерение потенциала электрода в растворе с концентрацией определяемого иона, указанной в ЭД.

9.2.4 Результаты поверки считают положительными, если среднее значение потенциала электрода соответствует указанному в ЭД.

9.3 Определение крутизны градуировочной характеристики электрода

9.3.1 Для определения крутизны градуировочной характеристики ионоселективных электродов используют установку, указанную в 9.2.1.

9.3.2 Термостатируют в течение 30 мин ячейку 2 при температуре, указанной в НД.

9.3.3 Проводят измерение потенциалов электрода не менее двух раз в каждом из трех контрольных растворах с концентрацией ионов, соответствующей началу, середине и концу линейного участка градуировочной характеристики.

Примечание - Определение потенциала начинают с контрольного раствора с наименьшей концентрацией, затем переходят к более концентрированным растворам. Перед проведением измерений электрод промывают тем раствором, в котором будут проводить определение.

9.3.4 Определяют градуировочную характеристику Е(рХ) путем расчета по измеренным точкам регрессионной линии по методу наименьших квадратов.

Примечание - Значения рХ для контрольных растворов различной концентрации должны быть приведены в ЭД на данный ионоселективный электрод. При добавлении в контрольные растворы БРОИС, в соответствии с ЭД на ионоселективный электрод, в расчетах необходимо использовать значение рХ = - lg C_x.

9.3.5 Рассчитывают значение крутизны градуировочной характеристики S, мВ/рХ, по формуле

                                                         (1)

где Е₁, Е₂ - значения потенциалов электрода на градуировочной характеристике, мВ, соответствующие рХ₁, рХ₂.

9.3.6 Результаты поверки считают положительными, если расчетное значение крутизны электродной характеристики электрода не менее приведенного в ЭД.

9.4 Определение отклонения градуировочной характеристики от линейности

9.4.1 Для определения отклонения градуировочной характеристики от линейности используют результаты, полученные в 9.3.

9.4.2 Рассчитывают отклонения градуировочной характеристики от линейности Δ_i, по формуле

                                                         (2)

где Е_i - среднее значение потенциала электрода, измеренное в данном растворе;

E_pi - потенциал, соответствующий регрессионной прямой.

9.4.3 Результаты поверки считают положительными, если значения отклонений от линейности градуировочной характеристики соответствуют значению, указанному в ЭД.

9.5 Определение электрического сопротивления ионоселективных электродов

Примечание - Определение электрического сопротивления проводят в конце поверки.

9.5.1 Для определения электрического сопротивления используют установку, изображенную на рисунке А.1 приложения А.

9.5.2 Термостатируют в течение 30 мин ячейку 2 при температуре, указанной в ЭД.

9.5.3 Измеряют потенциал Е₁ ионоселективного электрода относительно электрода сравнения в контрольном растворе с концентрацией, указанной в ЭД.

9.5.4 С помощью переключателя 11 подключают (на время не более 5 с) между поверяемым электродом и электродом сравнения калиброванное сопротивление R_k 10, равное (10,0±0,5) МОм - для ионоселективных электродов с R ≥ 10 МОм или (620±30) кОм - для ионоселективных электродов R < 10 МОм.

9.5.5 Измеряют потенциал Е₂ ионоселективного электрода с подключенным калиброванным сопротивлением.

9.5.6 Рассчитывают электрическое сопротивление ионоселективного электрода R, МОм, по формуле

R = R_k(Е₁/E₂ - 1).                                                     (3)

9.5.7 Результаты поверки считают положительными, если сопротивление электрода соответствует значению, указанному в ЭД.

10 Оформление результатов поверки

10.1 Результаты поверки должны быть оформлены в виде протокола.

10.2 Если электрод по результатам поверки признан пригодным к применению, то на него выдают «Свидетельство о поверке» в соответствии с ПР 50.2.006 [1] или наносят поверительное клеймо в соответствии с ПР 50.2.007 [2].

10.3 При отрицательных результатах поверки выдают «Извещение о непригодности» по ПР 50.2.006 [1] с указанием причин, а электрод к применению не допускают.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Установки для поверки ионоселективных электродов

1 - поверяемый электрод; 2 - термостатируемая ячейка с контрольным раствором; 3 - термостат; 4 - электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный эталонный 2-го разряда; 5 - сосуд для электрода сравнения; 6 - сосуд с насыщенным раствором хлорида калия; 7 - электролитический ключ; 8 - иономер-милливольтметр; 9 - термометры; 10 - калиброванное сопротивление; 11 - переключатель

Рисунок А.1 - Схема установки для поверки ионоселективных электродов (кроме комбинированных)

1 - поверяемый электрод; 2 - термостатируемая ячейка с контрольным раствором; 3 - термостат; 4 - термометр; 5 - рН-метр-милливольтметр

Рисунок А.2 - Схема установки для поверки комбинированных ионоселективных электродов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Библиография

[1] ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

[2] ПР 50.2.007-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверительные клейма