Принцип действия центробежного анализатора

Оглавление

 

Введение. 3

Концептуальная схема автоанализатора. 4

Принцип действия детектора. 7

Основные узлы прибора. 14

Реагенты и расходные материалы.. 17

Структурная схема. 18

Возможная область применения. 20

Выводы.. 21

Список литературы.. 22

Введение

Цель работы: Разработать автоанализатор для определения содержания ионов брома в речной воде.

 

Для достижения заданной цели необходимо решить следующие задачи:

· разработать концептуальную схему анализатора;

· описать принцип действия детектора и основные узлы анализатора;

· описать реагенты и расходные материалы;

· разработать структурную схему;

· описать возможную область применения;

 

Источником поступления бромидов в речную воду могут быть грунтовые или подземные воды, либо сточные воды предприятий химической промышленности. Бромиды щелочных и щелочноземельных металлов (NaBr, KBr, MgBr2) встречаются в морской воде (0.065% Br), рапе соляных озер (до 0.2% Br) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями (до 0.1% Br). Содержание брома в подземных водах увеличивается с ростом минерализации.

Пресные воды отличаются, как правило, наинизшими количествами брома, колеблющимися от 0.001 до 0.2 мг/дм3. Сравнительно много брома в водах минеральных источников (до 10 - 50 мг/дм3). ПДК в бромид-иона составляет 0.2 мг/дм3.

Зная о постоянстве соотношения главных ионов в морской воде, мы можем по содержанию в конкретной пробе одного из основных элементов определить её общую солёность — концентрацию всех растворённых твёрдых веществ. „Приоритетными“ элементами для расчёта общей солёности морской воды выбрали сумму галогенов — хлора, брома, фтора.

Концептуальная схема автоанализатора

 

В центрифужных анализаторах используется центробежная сила для перемещения пробы, реагентов и формирования реакционной смеси. В центрифужных анализаторах аналитическая система основана на специально сконструированной центрифуге. Все необходимые добавки реагентов, разбавление и даже спектрофотометрические измерения делаются при работающей центрифуге.

Аналитический модуль

Измерительный + регистрирующий модули

Центрифуга (транспортная система)

Блок перемешивания

Дозатор пробы

Дозатор реагента

Рис.1 Концептуальная схема центрифужного анализатора.

 

Принцип действия центробежного анализатора

 

Лабораторные центрифужные анализаторы предназначены для разделения биологических жидкостей на фракции с диагностической целью, например для определения объемного соотношения компонентов крови больного либо для дальнейшего анализа выделенной фракции с целью определения химического состава, структуры, молекулярной массы (например, для идентификации гамма-глобулинов сыворотки крови). Центрифужный анализатор состоит из привода, ротора, корпуса, рабочей (роторной) камеры и систем управления. Привод может быть ручным или электрическим, Назначение привода — сообщить ротору вращательное движение. Ротор представляет собой устройство для размещения судов с центрифугируемым веществом. Принцип работы такого анализатора заключается в том, что центробежная сила, возникающая при вращении ротора, смещает находящиеся в растворе частицы в направлении от оси вращения при условии, если плотность частиц превышает плотность раствора.

Принцип действия центробежного анализатора (рис. 3) основан на быстром вращении специального ротора 1, по внешнему диаметру которого укреплены кюветы 2. Кюветы имеют сложную форму, как минимум две емкости для пробы и реагента, а также рабочую область, где происходит потенциометрирование.

Рисунок 2- Центрифужный анализатор

 

На рисунке видны полости в пластиковой кювете, в которые загружены образец 4 и реагент 3. При вращении ротора под действием центробежной силы реагент и проба попадают в емкость 5, где формируется цветной комплекс и происходит потенциометрирование реакционной смеси при помощи электрода.

Стандарты и холостые растворы помещены в ротор. ЭВМ корректирует результаты с учетом темнового тока, вычисляет концентрации и усредняет результаты по многим оборотам центрифуги.

Преимущество таких анализаторов по сравнению с традиционными дискретными проявляется в возможности их использования в качестве экспресс- анализаторов, исключительной простоте в работе и высокой производительности при проведении кинетического исследования.

 

Таблица 1.

Название	Описание
Блок управления	Производится управление автоанализатором, включает в себя микропроцессор с пакетом программ
Коллектор проб	Ротор для размещения кювет с исследуемыми пробами – транспортируемый модуль.
Дозирующий модуль (или операционный модуль)	Дозатор пробы	Шприц для подачи и отбора реагентов и пробы соответственно.
Дозатор реагентов
Блок перемешивания	Проба и реагент перемешиваются
Транспортная система	Пробы помещают в специальные кюветы, загруженные в ротор. При вращении ротора под действием центробежной силы реагент и проба попадают в емкость.
Термостат	Поддерживает определенную температуру
Измерительный и регистрирующий модули	Измерительный модуль (детектор)	Непрямая потенциометрия. Этот метод определения брома в речной воде основан на использовании бромчувствительного электрода. Взаимодействие брома с селективной мембраной приводит к изменению потенциала, величину которого сравнивают с электродом сравнения. Этот метод в целом точнее по сравнению с другими.
Регистрирующий модуль	Ионометр – прибор для считывания данных ионоселективных электродов. Также можно использовать потенциометры и высокоомные вольтметры.
Аналитический блок	Производит обработку данных, полученных с измерительного и анализирующего модулей