CN109459430A - 一种酸碱滴定装置及滴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工产品检测的技术领域，更具体地，涉及一种酸碱滴定装置及滴定方法，包括测量杯、第一盛液管、第二盛液管以及用于搅拌测量杯内液体的搅拌装置，所述第一盛液管设有位于测量杯杯口的第一出液口，所述第二盛液管设有位于测量杯杯口的第二出液口；所述第一出液口处设有第一开关，所述第二出液口处设有第二开关；所述第一盛液管的底部设有第一重力传感器，所述第二盛液管的底部设有第二重力传感器，所述第一重力传感器、第二重力传感器、搅拌装置电连接有控制装置。本发明操作方便，整个过程无需人工读数，提高测试结果的准确性；在测试过程中通过搅拌装置将测量杯内液体搅拌均匀，劳动强度低，且能够避免手动振摇导致结果的误差。
Description
技术领域
本发明涉及化工产品检测的技术领域，更具体地，涉及一种酸碱滴定装置及滴定方法。
背景技术
目前在化学、生物、医学等领域，酸碱滴定的操作都必不可少。传统的酸碱滴仪使用较为普遍，如图1所示，包括滴定管支架4以及设于滴定管支架上的酸式滴定管1和碱式滴定管2，酸式滴定管1的下方设有活塞5控制酸液的滴落，碱式滴定管2的下方设有玻璃球6控制碱液的滴落，在酸式滴定管1或碱式滴定管2的下方放置锥形瓶3。当需要测量盐酸溶液的浓度时，待测液为HCl溶液，标准液为已知浓度的NaOH溶液，其操作实验过程如下：
1、在开始试验之前，先检查酸式滴定管1和碱式滴定管2是否漏水，用蒸馏水洗涤，再用标准液和待测液润洗；
2、把标准液注入碱式滴定管2，至0刻度以下，轻轻挤压玻璃球6，使管的尖嘴部分充满溶液且无气泡，然后调整管内液面，使其保持在0或0以下某一刻度，并记下准确读数；
3、把待测液注入事先已用该溶液润洗的酸式滴定管1，重复步骤2中操作；
4、从酸式滴定管1放出10.00mL待测液，注入锥形瓶3，加1～2滴酚酞溶液；然后，轻轻挤压玻璃球6逐滴加入标准液，摇动锥形瓶3使溶液充分混合，当看到加入1滴标准液时，溶液变红色，停止滴定，准确记下滴定管溶液液面的刻度，并准确求得滴定用去标准液的体积。
然后根据C(A)*V(A)＝C(B)*V(B)计算待测液浓度，其中C(A)为待测液的浓度，C(B)为标准液的浓度，V(A)为待测液体积，V(B)为标准液的体积。
然而，这种传统的酸碱滴定装置存在诸多缺点：1.滴定管太小清洗不方便；2.滴定管太小装液繁琐；3.需要人工读数误差较大；4.手动振摇不易均匀容易造成结果的误差，劳动强度大；5.滴定终点关停不便控制，且劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酸碱滴定装置及滴定方法，装液简单、清洗方便、数据读取准确、电动搅拌、劳动强度低。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种酸碱滴定装置，包括测量杯、用于盛装待测液的第一盛液管、用于盛装标准液的第二盛液管以及用于搅拌测量杯内液体的搅拌装置，所述第一盛液管设有位于测量杯杯口的第一出液口，所述第二盛液管设有位于测量杯杯口的第二出液口，所述搅拌装置设有伸入测量杯内液体液面以下的搅拌端；所述第一出液口处设有第一开关，所述第二出液口处设有第二开关；所述第一盛液管的底部设有第一重力传感器，所述第二盛液管的底部设有第二重力传感器，所述第一重力传感器、第二重力传感器、搅拌装置电连接有控制装置。
本发明的酸碱滴定装置，通过第一重力传感器获取第一盛液管内盛装待测液的实时质量，根据第一盛液管满液质量和空液质量可计算加入到测量杯中的待测液的体积；通过第二重力传感器获取第二盛液管内盛装标准液的实时质量，根据第二盛液管满液质量和空液质量可计算加入到测量杯中的标准液体积；再结合标准液的溶液浓度，即可得到待测液的浓度；在测试过程中通过搅拌装置搅拌待测液和标准液，混合更为均匀和充分。本发明的劳动强度低，搅拌均匀性好；能够避免人工读数导致的误差，获得较准确的测试结果。
进一步地，所述第一盛液管连通设有第一溢流口，所述第二盛液管连通设有第二溢流口。第一溢流口和第二溢流口的设置能够准确地控制第一盛液管的满液体积和第二盛液管的满液体积，便于后续计算添加的待测液和标准液的体积。
进一步地，所述第一盛液管为外壁刻有体积刻度的第一量筒，所述第二盛液管为外壁刻有体积刻度的第二量筒。第一量筒和第二量筒的设置能够解决传统滴定管清洗不方便和传统滴定管太小装液繁琐的问题。
进一步地，所述搅拌装置包括设于测量杯底部的磁力搅拌仪以及在磁力搅拌仪作用下旋转的磁子，所述磁子设于测量杯内。磁子在磁力搅拌仪的作用下旋转搅拌均匀测量杯内液体，且磁子的转速可视不同情形予以改变，相较于传统的手动振摇，其劳动强度低，试验结果较为准确。
进一步地，所述搅拌装置包括机械搅拌器以及在机械搅拌器作用下旋转的搅拌杆，所述搅拌杆的一端与机械搅拌器连接，另一端设于测量杯盛装液体的液面以下。搅拌杆在机械搅拌器的作用下旋转搅拌均匀测量杯内液体，且搅拌杆的转速可视不同情形予以改变，相较于传统的手动振摇，其劳动强度低，试验结果较为准确。
进一步地，所述控制装置的输入端连接有用于向控制装置发送指令的按键模块，控制装置的输出端连接有用于显示第一盛液管、第二盛液管内盛装液体质量和体积的显示模块。实时获得的质量、计算得到的体积以及计算得到的待测液浓度，均可通过显示模块显示，直观明了，能够避免人工操作和人工读数导致的误差，提高测试结果的准确性。
进一步地，所述第一开关为连接于控制装置输出端的第一电磁阀，所述第二开关为连接于控制装置输出端的第二电磁阀。在滴落的待测液的体积达到设定的数值时，控制装置控制第一电磁阀关闭；在滴落标准液的过程中，在观察到测量杯内酸碱指示剂的颜色发生变化时，通过按键模块向控制装置发送指令以控制第二电磁阀关闭，其操作过程简单，测量结果准确。滴定终点的关停通过按键模块控制，相比于传统操作，控制方便。
本发明还提供了一种酸碱滴定方法，包括以下步骤：
S10.检查第一盛液管和第二盛液管是否漏水，若不漏水则采用蒸馏水洗涤，再用待测液润洗第一盛液管，用标准液润洗第二盛液管；
S20.获取第一盛液管的第一空液质量值W0、第一满液质量值W1并存储，获取第二盛液管的第二空液质量值M0、第二满液质量值M1并存储；
S30.打开第一开关将待测液滴加至测量杯中，获取第一盛液管的第一实时质量W2，计算加入测量杯中待测液实时体积V1并储存；
S40.向测量杯中滴加1～2滴酸碱指示剂，并启动搅拌装置；
S50.打开第二开关将标准液滴加至测量杯中，获取酸碱指示剂变色时第一盛液管的第二实时质量M2，计算加入测量杯中标准液实时体积V2并储存；
S60.按式C1＝C2*V2/V1计算待测液的浓度C1，式中，C2为标准液浓度。
本发明的酸碱滴定方法，通过测量第一盛液管、第二盛液管空液、满液及实时质量计算得到待测液的浓度，整个过程无需人工读数，提高测试结果的准确性；在测试过程中通过搅拌装置将测量杯内液体搅拌均匀，自动混合，混合均匀性好，劳动强度低。
优选地，步骤S30中，所述待测液实时体积V1按下式计算：
V1＝V10*(W2-W0)/(W1-W0)
式中，V10为第一盛液管的满液体积。
优选地，步骤S50中，所述标准液实时体积V2按下式计算：
V2＝V20*(M2-M0)/(M1-M0)
式中，V20为第二盛液管的满液体积。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过第一重力传感器获取第一盛液管内盛装待测液的实时质量，计算加入到测量杯中的待测液的体积；通过第二重力传感器获取第二盛液管内盛装标准液的实时质量，计算加入到测量杯中的标准液体积，从而计算待测液的浓度，操作方便，且能够避免人工读数导致的误差，获得较准确的测试结果；
(2)本发明采用量筒代替传统的滴液管，能够解决清洗不便和装液繁琐的问题；量筒上部设置溢流口可方便地进行定量等容测量，避免人工判断的误差；
(3)本发明采用搅拌装置代替传统的人工手动振摇，避免手动振摇导致的结果的误差和劳动强度大的问题。
附图说明
图1为现有的酸碱滴定装置的结构示意图。
图2为本发明的酸碱滴定装置的结构示意图。
图3为本发明的酸碱滴定装置的控制原理图。
附图中，1-测量杯；2-第一盛液管；3-第二盛液管；4-搅拌装置；5-第一开关；6-第二开关；7-第一重力传感器；8-第二重力传感器；9-控制装置；10-第一溢流口；11-第二溢流口；12-按键模块；13-显示模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图2至图3所示为本发明的酸碱滴定装置的实施例，包括测量杯1、用于盛装待测液的第一盛液管2、用于盛装标准液的第二盛液管3以及用于搅拌测量杯1内液体的搅拌装置4，搅拌装置4包括设于测量杯1内的搅拌头，第一盛液管2设有位于测量杯1杯口的第一出液口，第二盛液管3设有位于测量杯1杯口的第二出液口，搅拌装置4设有伸入测量杯内液体液面以下的搅拌端；第一出液口处设有第一开关5，第二出液口处设有第二开关6；第一盛液管2的底部设有第一重力传感器7，第二盛液管3的底部设有第二重力传感器8，第一重力传感器7、第二重力传感器8、搅拌装置4电连接有控制装置9。
本实施例在实施时，通过第一重力传感器7获取第一盛液管2内盛装待测液的实时质量，根据第一盛液管2满液质量和空液质量可计算加入到测量杯1中的待测液的体积；通过第二重力传感器8获取第二盛液管3内盛装标准液的实时质量，根据第二盛液管3满液质量和空液质量可计算加入到测量杯1中的标准液体积；再结合标准液的溶液浓度，即可得到待测液的浓度。
如图2所示，第一盛液管2连通设有第一溢流口10，第二盛液管3连通设有第二溢流口11，能够准确地控制第一盛液管2的满液体积和第二盛液管3的满液体积，可方便进行定量等容测量，省去人工判断的误差。本实施例的第一盛液管2为外壁刻有体积刻度的第一量筒，第二盛液管3为外壁刻有体积刻度的第二量筒，能够解决传统滴定管清洗不方便和传统滴定管太小装液繁琐的问题。
如图2所示，搅拌装置4包括设于测量杯1底部的磁力搅拌仪以及在磁力搅拌仪作用下旋转的磁子，磁子设于测量杯1内，磁子在磁力搅拌仪的作用下旋转搅拌均匀测量杯1内液体，且磁子的转速可视不同情形予以改变，相较于传统的手动振摇，其劳动强度低，试验结果较为准确。
如图3所示，控制装置9是由连接有用于向控制装置9发送指令的按键模块12，控制装置9的输出端连接有用于显示第一盛液管2、第二盛液管3内盛装液体质量和体积的显示模块13；实时获得的质量、计算得到的体积以及计算得到的待测液浓度，均可通过显示模块13显示，直观明了，能够避免人工操作和人工读数导致的误差，提高测试结果的准确性。本实施例的控制装置9为STC89C52单片机，按键模块、显示模块均连接于STC89C52单片机的IO口。
为进一步提升测量结果的准确性，本实施例的第一开关5为连接于控制装置9输出端的第一电磁阀，第二开关6为连接于控制装置9输出端的第二电磁阀；本实施例的控制装置为STC89C52单片机，第一电磁阀、第二电磁阀均连接于STC89C52单片机的IO口。在滴落的待测液的体积达到设定的数值时，控制装置9控制第一电磁阀关闭；在滴落标准液的过程中，在观察到测量杯1内酸碱指示剂的颜色发生变化时，通过按键模块12向控制装置9发送指令以控制第二电磁阀关闭，其操作过程简单，测量结果准确。本实施例的滴定终点通过按键模块12输入指令控制或控制装置9自动控制，避免人为操作带来的测量误差。
实施例二
本实施例与实施例一相同，所不同之处在于，搅拌装置4包括机械搅拌器以及在机械搅拌器作用下旋转的搅拌杆，搅拌杆的一端与机械搅拌器连接，另一端设于测量杯1盛装液体的液面以下。搅拌杆在机械搅拌器的作用下旋转搅拌均匀测量杯1内液体，且搅拌杆的转速可视不同情形予以改变，相较于传统的手动振摇，其劳动强度低，试验结果较为准确。
实施例三
本实施例为本发明的酸碱滴定方法的实施例，包括以下步骤：
S10.检查第一盛液管2和第二盛液管3是否漏水，若不漏水则采用蒸馏水洗涤，再用待测液润洗第一盛液管2，用标准液润洗第二盛液管3；
S20.获取第一盛液管2的第一空液质量值W0、第一满液质量值W1并存储，获取第二盛液管3的第二空液质量值M0、第二满液质量值M1并存储；
S30.打开第一开关5将待测液滴加至测量杯1中，获取第一盛液管2的第一实时质量W2，计算加入测量杯1中待测液实时体积V1并储存；
S40.向测量杯1中滴加1～2滴酸碱指示剂，并启动搅拌装置4；
S50.打开第二开关6将标准液滴加至测量杯1中，获取酸碱指示剂变色时第一盛液管2的第二实时质量M2，计算加入测量杯1中标准液实时体积V2并储存；
S60.按式C1＝C2*V2/V1计算待测液的浓度C1，式中，C2为标准液浓度。
步骤S30中，待测液实时体积V1按下式计算：
V1＝V10*(W2-W0)/(W1-W0)
式中，V10为第一盛液管2的满液体积。
步骤S50中，标准液实时体积V2按下式计算：
V2＝V20*(M2-M0)/(M1-M0)
式中，V20为第二盛液管3的满液体积。
经过以上步骤，本发明的酸碱滴定方法可尽量避免人为操作导致的测量误差，提高测试结果的准确性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种酸碱滴定装置，其特征在于，包括测量杯(1)、用于盛装待测液的第一盛液管(2)、用于盛装标准液的第二盛液管(3)以及用于搅拌测量杯(1)内液体的搅拌装置(4)，所述第一盛液管(2)设有位于测量杯(1)杯口的第一出液口，所述第二盛液管(3)设有位于测量杯(1)杯口的第二出液口，所述搅拌装置(4)设有伸入测量杯内液体液面以下的搅拌端；所述第一出液口处设有第一开关(5)，所述第二出液口处设有第二开关(6)；所述第一盛液管(2)的底部设有第一重力传感器(7)，所述第二盛液管(3)的底部设有第二重力传感器(8)，所述第一重力传感器(7)、第二重力传感器(8)、搅拌装置(4)电连接有控制装置(9)。
2.根据权利要求1所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述第一盛液管(2)连通设有第一溢流口(10)，所述第二盛液管(3)连通设有第二溢流口(11)。
3.根据权利要求2所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述第一盛液管(2)为外壁刻有体积刻度的第一量筒，所述第二盛液管(3)为外壁刻有体积刻度的第二量筒。
4.根据权利要求1至3任一项所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述搅拌装置(4)包括设于测量杯(1)底部的磁力搅拌仪以及在磁力搅拌仪作用下旋转的磁子，所述磁子设于测量杯(1)内。
5.根据权利要求1至3任一项所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述搅拌装置(4)包括机械搅拌器以及在机械搅拌器作用下旋转的搅拌杆，所述搅拌杆的一端与机械搅拌器连接，另一端设于测量杯(1)盛装液体的液面以下。
6.根据权利要求1所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述控制装置(9)的输入端连接有用于向控制装置(9)发送指令的按键模块(12)，控制装置(9)的输出端连接有用于显示第一盛液管(2)、第二盛液管(3)内盛装液体质量和体积的显示模块(13)。
7.根据权利要求1所述的酸碱滴定装置，其特征在于，所述第一开关(5)为连接于控制装置(9)输出端的第一电磁阀，所述第二开关(6)为连接于控制装置(9)输出端的第二电磁阀。
8.一种酸碱滴定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.检查第一盛液管(2)和第二盛液管(3)是否漏水，若不漏水则采用蒸馏水洗涤，再用待测液润洗第一盛液管(2)，用标准液润洗第二盛液管(3)；
S20.获取第一盛液管(2)的第一空液质量值W0、第一满液质量值W1并存储，获取第二盛液管(3)的第二空液质量值M0、第二满液质量值M1并存储；
S30.打开第一开关(5)将待测液滴加至测量杯(1)中，获取第一盛液管(2)的第一实时质量W2，计算加入测量杯(1)中待测液实时体积V1并储存；
S40.向测量杯(1)中滴加1～2滴酸碱指示剂，并启动搅拌装置(4)；
S50.打开第二开关(6)将标准液滴加至测量杯(1)中，获取酸碱指示剂变色时刻第一盛液管(2)的第二实时质量M2，计算加入测量杯(1)中标准液实时体积V2并储存；
S60.按式C1＝C2*V2/V1计算待测液的浓度C1，式中，C2为标准液浓度。
9.根据权利要求8所述的酸碱滴定方法，其特征在于，步骤S30中，所述待测液实时体积V1按下式计算：
V1＝V10*(W2-W0)/(W1-W0)
式中，V10为第一盛液管的满液体积。
10.根据权利要求8所述的酸碱滴定方法，其特征在于，步骤S50中，所述标准液实时体积V2按下式计算：
V2＝V20*(M2-M0)/(M1-M0)
式中，V20为第二盛液管的满液体积。
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| CN201811489096.7A Active CN109459430B (zh) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | 一种酸碱滴定装置及滴定方法 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1498686A1 (de) * | 1963-08-23 | 1969-11-13 | Solvay Werke Gmbh | Vorrichtung zur automatischen Titration van Fluessigkeiten |
| CN101975865A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-02-16 | 中国神华能源股份有限公司 | 酸碱液自动滴定*** |
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| CN205691563U (zh) * | 2016-06-02 | 2016-11-16 | 吉安市御美丽健康产业股份有限公司 | 用于加入定量液体的装置 |
| CN106391156A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-15 | 上海化工研究院 | 一种重力感应计量的电控滴加*** |
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-
2018
- 2018-12-06 CN CN201811489096.7A patent/CN109459430B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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