2) фотометрического анализа цветных растворов
3) потенциометрического анализа ионного состава растворов (+)
4) люминисцентного анализа сложных по составу растворов
В основе работы нитратомера лежит потенциометрический метод с использованием нитрат-селективного электрода. Его мембрана избирательно взаимодействует с ионами NO3−, вследствие чего между индикаторным и электродом сравнения возникает разность потенциалов. Измеряемый потенциал зависит от активности нитрат-ионов в растворе и в пределах рабочего диапазона связан с ней логарифмической зависимостью Нернста; при постоянной температуре изменение сигнала соответствует изменению концентрации на порядок.
В отличие от фотометрии и спектрофотометрии, прибор не оценивает интенсивность окраски или поглощение света и обычно не требует образования окрашенного соединения. Аналитический результат получают после калибровки электрода по стандартным растворам нитрата, а затем пересчитывают в концентрацию, например в мг/л NO3−. На точность влияют температура, ионная сила раствора, состояние мембраны, время установления показаний и присутствие потенциально интерферирующих анионов.
Потенциометрическое измерение особенно удобно для санитарно-гигиенического контроля воды, пищевых продуктов и других объектов, поскольку оно является быстрым, неразрушающим и применимо к окрашенным или мутным пробам. Для повышения достоверности используют стандартизацию электрода, промывание мембраны, контрольный раствор и, при необходимости, регулятор ионной силы. Поэтому правильным является выбор метода, основанного на измерении электрического потенциала, отражающего ионный состав исследуемого раствора.
| Метод | Измеряемый сигнал | Аналитический принцип | Особенности при определении нитратов |
|---|---|---|---|
| Потенциометрический | Разность потенциалов между нитрат-селективным и электродом сравнения | Зависимость потенциала от активности NO3− по уравнению Нернста | Не требует окрашивания; пригоден для мутных и окрашенных проб; необходима калибровка |
| Фотометрический | Интенсивность окраски раствора | Измерение светопоглощения окрашенного продукта химической реакции | Зависит от полноты цветной реакции, времени развития окраски и состава матрицы |
| Спектрофотометрический | Оптическая плотность на определённой длине волны | Количественная оценка поглощения электромагнитного излучения веществом | Может требовать предварительного разделения или химического превращения нитратов; мешают мутность и фон |
| Люминесцентный | Интенсивность излучения после возбуждения | Регистрация флуоресценции или другого вида люминесценции анализируемой системы | Для нитратов применяется преимущественно в специальных методиках и требует соответствующего реагента или метки |
| Ключевой фактор качества потенциометрии | Стабильность и воспроизводимость потенциала | Проверка электрода стандартными растворами и оценка крутизны калибровочной характеристики | Отклонение крутизны, дрейф и медленная стабилизация указывают на необходимость обслуживания или замены электрода |
| Основные источники погрешности | Изменение активности ионов и условий измерения | Влияние температуры, ионной силы, загрязнения мембраны и конкурирующих анионов | Устраняются термостатированием, применением регулятора ионной силы и соблюдением методики подготовки пробы |
Показания нитратомера корректно интерпретируют только в пределах диапазона, установленного при калибровке. Перед серией исследований оценивают состояние мембраны и соответствие электрода контрольному раствору. При выраженном матричном влиянии результаты подтверждают независимым валидированным методом. Единицы измерения должны быть указаны явно, поскольку содержание может выражаться как в нитрат-ионах, так и в пересчёте на азот нитратов.