用于滴定的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于滴定的方法。本發(fā)明還設及一種用于滴定的設備、W及該設 備的用途。 技術背景
[0002] 基于蒸饋隨后滴定的方法通常用于例如飼料和食品的分析中。該樣的實例包括用 于在各式各樣的樣品類型中使用迪氏侶銅鋒合金值evarda'salloy)測定氮/蛋白質或硝 酸鹽、測定揮發(fā)性酸/堿和二氧化硫的凱氏定氮法化jeld址1method)。
[0003] 進行蒸饋W從一種樣品基質中分離出分析物，該樣使得可將一種直接滴定法用于 測定該分析物而沒有來自該樣品基質中其他物質的消極影響。存在若干種類型的滴定程 序，該些滴定程序基于使用各式各樣的指示劑用于在滴定過程中目視檢測終點的若干不同 的化學反應。在凱氏定氮分析法中，典型地將漠甲酪綠-甲基紅指示劑混合物用于檢測終 點，但也可使用其他指示劑。
[0004] 一種滴定程序典型地設及將已知濃度的一種滴定劑加入該被滴定物（如具有未 知濃度的未知的反應物或分析物）中，達到滴定劑與被滴定物之間的反應完成的點。由于 可高精度測定在終點處加入該樣品的滴定劑的總體積并且由于該被滴定物-滴定劑 反應的化學計量可W是已知的，可W確定該未知反應物的初始濃度。與此程序相關的問題 包括W高精度確定該滴定的終點或精確的終點。傳統(tǒng)地在靜態(tài)條件下進行滴定，即從開始 所有被滴定物已包含在向其中加入該滴定劑的體積內。在將蒸饋與滴定結合的設備中，滴 定與蒸饋同時進行。此類滴定與蒸饋并行節(jié)約時間并且能夠大大減少總分析時間。將該被 滴定物連續(xù)地轉移到一個收集槽內，將該滴定劑加入該收集槽。與一個靜態(tài)系統(tǒng)比較，由于 動態(tài)過程，確定此類程序的精確終點更困難。
[0005] 在一種典型的凱氏定氮分析法中，將氨從一種消化的樣品中蒸饋到一個收集容器 中，該收集容器含有棚酸與漠甲酪綠-甲基紅指示劑混合物。在滴定過程中，調節(jié)一個滴定 管W將滴定酸遞送到該收集容器中。可W希望的是W高精度測量達到該滴定終點所加入的 體積。在終點處得到具有中性灰色的一種混合物。在蒸饋過程中，氨逐漸從該樣品中釋放 并且轉移到該收集容器中，起初暫時沒有任何東西轉移并且之后氨轉移的速度突然迅速增 加并且最終越來越減緩直至最后當所有氨已從該樣品溶液中去除。轉移到該收集容器中的 氨越多，得到的綠色越濃烈，并且當加入滴定劑時該種顏色的強度降低并且該顏色朝向色 標的紅端移動。調節(jié)該滴定管的系統(tǒng)的任務是W盡可能高的速度進行，而不超過最終終點， W在化學計量終點處得到中性灰色結束。由于氨轉移的速度隨時間的推移而變化，所W該 是一項精細的任務，該任務因在蒸饋過程中一旦該滴定管需要再填充而獲得的系統(tǒng)行為的 變化而進一步復雜。在該種情況下，在該接收容器內氨濃度的逐漸減低被中斷，由于該收集 容器接收氨，而沒有并行地運行任何滴定。
[0006] 編號為3, 723, 062的美國專利披露了用于滴定的一種方法和一種儀器，該滴定使 用在終點處從一種顏色變?yōu)榱硪环N顏色的指示劑。該儀器引導兩束光穿過一種酸性混合 物，比色響應于酸和堿形式的濃度。兩個光檢測器提供了一對信號，該對信號響應于該指示 劑的一種形式的濃度。當該對信號達到一個預定值時，指示終點。將希望的是能夠W減少 的分析時間進行該樣一種方法。
[0007] 發(fā)巧概巧
[0008] 本發(fā)明的目的包括提供與現(xiàn)有技術相關的問題的解決方案。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個第一方面，提供了一種用于滴定的方法，該方法包括：提供包含 至少一種被滴定物和至少一種指示劑的一種溶液；提供一種滴定劑；通過反復地進行W下 步驟來進行滴定；使光傳輸穿過該溶液，測量在一個第一波長下傳輸穿過該溶液的光的強 度，測量在一個第二波長下傳輸穿過該溶液的光的強度，將在該第一和第二波長下所測量 的傳輸穿過該溶液的光的強度與一個目標值進行對比；并且基于所述對比將滴定劑W-定 速率加入該溶液中。
[0010] 提供包含至少一種被滴定物和至少一種指示劑的一種溶液可W是一種使得能夠 滴定被滴定物的有效方法，例如通過將滴定劑加入該溶液中。
[0011] 應認識到反復地將光傳輸穿過該溶液意指至少當進行所述測量強度時光應該傳 輸。實際上，光可W例如貫穿整個滴定連續(xù)地進行傳輸，或僅僅在測量過程中進行傳輸。因 此，光可W連續(xù)地或間歇地進行傳輸，只要光在測量過程中進行傳輸。
[0012] 測量傳輸穿過該溶液的光的強度可W在至少兩個波長下進行，例如該第一和第二 波長、W及一個第=或更多個波長。所述將光傳輸穿過該溶液可W是傳輸具有廣譜或窄譜 的光。例如可使用具有在可見光譜內或在可見光譜的一部分內的連續(xù)光譜的光。該光譜可 W至少部分與非可見光譜重疊。該光可W為來自選自由W下各項組成的組的一種光源的 光；發(fā)光二極管、氣體放電燈、巧光燈和白巧燈或燈絲燈、或它們的組合。還可W組合多個相 同類型的光源。
[0013] 所述對比所測量的強度可W給出所對比的值接近該目標值的程度的指示。反復測 量和對比可W給出朝向該目標值的進展的指示。如果接近該目標值，可降低加入加入滴定 劑的速度，如果該目標值還更遠，加入滴定劑的速度仍可W是高的。例如，如果與之前的對 比相比該目標值還更遠，則可增加該速率。例如，加入滴定劑的速率在滴定開始時可W是高 的并且當接近該目標值時降低。
[0014] 可W選擇該第一和第二波長，該樣使得它們包含等當點之前、之后和/或在等當 點處傳輸穿過該指示劑的光的波長。
[0015] 根據(jù)一個實施例，該目標值可W表示分別在該第一波長和該第二波長下的預定的 光強度。
[0016] 根據(jù)一個實施例，該目標值可W表示在該被滴定物與該滴定劑之間的反應的等當 點、或該指示劑的終點處，在該第一波長和該第二波長下的光強度。因此，反復對比可W給 出該滴定距離等當點或終點多遠的指示，并且可W相應地調節(jié)加入滴定劑的速率。例如，如 果終點還很遠，該速率可W是高的，因此保持該滴定高效且在高速下。例如，如果較接近終 點，可W在較低的速率下加入該滴定劑，該樣使得不會加入太多滴定劑而超過終點或等當 點，該樣使得可WW高精度完成滴定。
[0017] 根據(jù)一個實施例，可選擇該第一和第二波長W使得該兩個波長代表該指示劑的顏 色。例如，如果該指示劑在等當點或終點的一側的較高的抑下是紅色，并且在等當點或終 點的另一側的較低的抑下是綠色，則可選擇該第一波長w使得該第一波長對應于綠光并 且可選擇該第二波長W使得該第二波長對應于紅光?？捎梢粋€單一波長、或者包含一系列 波長的一個光譜、或一個波長區(qū)間分別表示該第一和第二波長。
[001引根據(jù)一個實施例，所述對比可W包括確定該第一測量的光強度與該第二測量的光 強度之間的比率，并且將該比率與該目標值進行對比；其中該目標值表示在該第一和第二 波長下的光強度的預定比率；或者在該被滴定物與該滴定劑之間的反應的等當點處、或該 指示劑的終點處，在該第一波長和該第二波長下的光強度。
[0019] 確定該第一測量的光強度與該第二測量的光強度之間的比率，可W產(chǎn)生用于對比 的一個有效值。根據(jù)一個實施例，所述對比可包括確定在矢量空間中的一個點，該點由該第 一測量的光強度和該第二測量的光強度表示，該目標值由該矢量空間中的一個點表示，并 且確定該矢量空間中的該些點之間的距離。該矢量空間可有效的用于確定是否該目標值是 否還很遠。此外，該矢量空間可有效的用于兩個或更多個傳輸?shù)牟ㄩL。例如該第一和該第二 W及此外一個第S和/或第四波長。應認識到，例如，可W使用2、3、4、5或更多個波長。例 如，二至十個波長、或二至一千個波長。矢量空間是指包括一個二維空間的任何n維空間。 測量的該些波長的值可表示該矢量空間中的點的要素。測量的該些值的數(shù)目因此可W確定 所討論的矢量空間的維數(shù)。
[0020] 根據(jù)一個實施例，該被滴定物可包含錠。例如，如果由凱氏定氮法得到該被滴定 物，則該被滴定物可W是錠。
[0021] 根據(jù)一個實施例，該滴定是酸堿滴定類型的并且該指示劑對pH的變化敏感。
[0022] 根據(jù)一個實施例，