ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫМ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА

Методика поверки

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2010

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ФГУП ВНИИФТРИ) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

2    ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июля 2010 г. № 130-ст

4    Настоящий стандарт разработан в соответствии с действующей в Российской Федерации шкалой окислительных потенциалов водных растворов (ГОСТ 8.450-81) и методически соотнесен с методологией проведения поверки электродов для определения окислительно-восстановительного потенциала, примененной Американским обществом по материалам и их испытаниям [стандарт общества ASTM D 1495—07 «Стандартный метод определения окислительно-восстановительного потенциала воды» (ASTM D 1495—07 «Standard test method for oxidation-reduction potential of water»)]

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2010

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Приложение Б (обязательное)

Инструкция по приготовлению насыщенного раствора хлорида калия

Б.1 Навеску хлорида калия (ГОСТ 4234) массой (156,5 ± 0,5) г переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³.

Б.2 Наливают в колбу дистиллированную воду (ГОСТ 6709) до метки.

Б.З Термостатируют колбу при температуре (20 ± 2) °С не менее 4 ч, периодически перемешивая водную суспензию хлорида калия.

Б.4 Полученный насыщенный раствор хлорида калия используют для заполнения электролитического ключа.

Б.5 Срок хранения раствора — не более 6 мес.

8

ГОСТ Р 8.702-2010

Приложение В (обязательное)

Схема установки для измерения окислительно-восстановительного потенциала электрода

1 — термостат; 2 — термометр; 3 — сосуд; 4 — термометр; 5 — поверяемый электрод; 6 — электрод сравнения; 7 — электролитический ключ с насыщенным раствором хлорида калия; 8—прибор комбинированный цифровой Щ-300; 9 — магнитная

мешалка

Рисунок В.1 — Схема установки для определения потенциала электрода в буферном растворе

9

Приложение Г (рекомендуемое)

Протокол поверки №

Наименование организации, проводившей поверку_

Электрод тонкослойный платиновый ЭТП-02 заводской № Изготовлен _

Внешний осмотр

Результаты поверки _

Выдано свидетельство о поверке № Поверку проводил _

Дата

10

Библиография

Государственная система обеспечения единства измерений. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения

Стандартный метод определения окислительно-восстановительного потенциала воды

Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

11

УДК 550.257.1.085:006.354    ОКС    17.020    Т88.6

Ключевые слова: электрод, поверка, окислительно-восстановительная реакция, окислительно-восстановительный потенциал

Редактор Л. В. Афанасенко Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Ментова Компьютерная верстка Л.А. Круговой

Сдано в набор 16.09.2010. Подписано в печать 08.10.2010. Формат 60 х 84у^.    Бумага офсетная. Гарнитура Ариал.

Печать офсетная. Уел. печ. л. 1,86. Уч.-изд, л. 1,10. Тираж 141 экз. Зак. 803.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru info@gostinfo.ru Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6.

ГОСТ Р 8.702-2010

Содержание

1    Область применения............................................1

2    Нормативные ссылки............................................1

3    Термины и определения..........................................1

4    Операции поверки.............................................2

5    Средства поверки..............................................2

6    Условия поверки и подготовка к    ней...................................3

7    Проведение поверки............................................3

8    Оформление результатов поверки....................................5

Приложение А (обязательное) Инструкция по приготовлению буферных растворов для воспроизведения окислительно-восстановительного потенциала из стандарт-титров СТ-ОВП-01.........................................6

Приложение Б (обязательное) Инструкция по приготовлению насыщенного раствора хлорида

калия............................................8

Приложение В (обязательное) Схема установки для измерения окислительно-восстановительного потенциала электрода................................9

Приложение Г (рекомендуемое)    Протокол поверки..........................10

Библиография................................................11

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements. Measuring electrodes for oxidation-reduction potential

determination (ORP). Verification procedure

Дата введения — 2011 — 07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на измерительные электроды для определения окислительно-восстановительного потенциала [(ОВП); далее — измерительные электроды, электроды, редокс-электроды] в водных средах и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

Стандарт соответствует межгосударственным рекомендациям [1], учитывает рекомендации стандарта [2] Американского общества по материалам и их испытаниям на территории Российской Федерации.

Настоящий стандарт предназначен к применению для поверки измерительных электродов, используемых при измерениях окислительно-восстановительного потенциала в водных растворах.

Предусмотренный методикой поверки межповерочный интервал — 1 год.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

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

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 окислительно-восстановительная реакция: Реакция, протекающая с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

Издание официальное

3.2    электрод: Элемент схемы, служащий для гальванической связи раствора с остальной частью электрической схемы.

3.3    измерительный электрод: Электрод, служащий чувствительным элементом для измерения потенциала в рабочей жидкости в процессе прохождения реакции.

3.4    электродный потенциал: Разность электрических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом.

3.5    окислительно-восстановительный потенциал: Разность электрических потенциалов, устанавливающаяся между инертным (платиновым или золотым) электродом и окислительно-восстановительной средой, т. е. раствором, содержащим соединение в окисленной и восстановленной формах.

4 Операции поверки

4.1 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Наименование операции Номер пункта методики поверки Обязательность проведения операций при поверке первичной периодической 1 Внешний осмотр и опробование 7.1.1 + + 2 Определение электрического сопротивления между рабочей поверхностью электрода и электрическим разъемом 7.2.1 + + 3 Определение абсолютной погрешности измерений окислительно-восстановительного потенциала буферного раствора поверяемым электродом 7.2.2 + +

Примечание — Знак «+» указывает на обязательность проведения операции.

5 Средства поверки

5.1 При проведении поверки должны быть применены средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Номер пункта методики поверки Наименование и тип основного средства поверки, обозначение нормативного документа, основные технические характеристики средства поверки 7.2.1 Омметр цифровой Щ-34 , диапазон измерений электрического сопротивления постоянному току от 10“3 Ом до 999,90 МОм; класс точности 0,05/0,01 7.2.2 Прибор комбинированный цифровой Щ-300, класс точности 0,05 7.2.2 Электрод сравнения хпорсеребряный ЭСО-01 — рабочий эталон pH 2-го разряда 7.2.2 Термометр ртутный стеклянный лабораторный ТЛ-4 , диапазон измерений от 0 °С до 55 °С, цена деления 0,1 °С 7.2.2 Термостат типа U10, рабочая температурная точка 25 °С, погрешность! 0,1 °С 7.2.2 Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 7.2.2 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 7.2.2 Стандарт-титры СТ-ОВП-01 [воспроизводимое значение Eh = (298 + 3) мВ для СТ-ОВП-01-1, воспроизводимое значение Eh = (605 ± 3) мВ для СТ-ОВП-01-2] 7.2.2 Хлорид калия х. ч. или ос. ч. по ГОСТ 4234 Примечани е — Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик электродов с требуемой точностью.

ГОСТ P 8.702—2010

5.2 Требования безопасности

При проведении поверки должны быть соблюдены требования, установленные ГОСТ 12.2.007.0.

6    Условия поверки и подготовка к ней

6.1    При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

-    температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

-    относительная влажность воздуха не более 80 %;

-    атмосферное давление от 86 до 106,7 кПа;

-    напряжение питающей сети (220 ±4,4) В;

-    частота (50 ± 0,5) Гц.

6.2    Электрод на поверку должен быть представлен в упаковке, незагрязненным и с паспортом, содержащим основные технические данные, необходимые для поверки электрода.

6.3    Электрод должен быть подготовлен к измерениям в соответствии с указаниями, приведенными в паспорте.

6.4    Для поверки электрода применяют буферные растворы, приготовленные из стандарт-титров СТ-ОВП-01 (инструкция по приготовлению буферных растворов приведена в приложении А).

6.5    Для заполнения сосуда электролитического ключа готовят насыщенный раствор хлорида калия (инструкция по приготовлению насыщенного раствора хлорида калия приведена в приложении Б).

7    Проведение поверки

7.1    Внешний осмотр и опробование

При проведении внешнего осмотра и опробования должно быть установлено соответствие электрода следующим требованиям:

-    на электроде должна быть нанесена четкая маркировка;

-    электрод не должен иметь трещин на корпусе и других повреждений.

7.2    Определение метрологических характеристик

7.2.1    Определение электрического сопротивления между рабочей поверхностью электрода и электрическим разъемом

Электрическое сопротивление между рабочей поверхностью электрода и электрическим разъемом определяют с использованием омметра. Измерение проводят при условиях, указанных в разделе 6.

Включают омметр. Один вывод омметра подсоединяют к электрическому соединителю электрода, а другой — к рабочей поверхности электрода. Проводят измерение.

Электрическое сопротивление между рабочей поверхностью электрода и электрическим соединителем не должно превышать 1 кОм.

7.2.2    Определение абсолютной погрешности измерений окислительно-восстановительного потенциала буферного раствора поверяемым электродом

7.2.2.1    Приготовляют буферный раствор из стандарт-титра СТ-ОВП-01-1 в соответствии с приложением А.

7.2.2.2    Схема установки для измерения окислительно-восстановительного потенциала электрода приведена на рисунке В.1 (приложение В).

Вводят приготовленный буферный раствор [см. рисунок В.1 (приложение В)] в сосуд 3. Помещают сосуд 3 в термостат 1 с установленным значением температуры (25 ± 0,1) °С.

12.2.3 Сосуд электролитического ключа 7 заполняют насыщенным раствором хлорида калия, приготовленным в соответствии с приложением Б.

7.2.2.4    В сосуд 3 опускают поверяемый электрод 5, электролитический ключ 7 и термометр 2. В сосуд электролитического ключа 7 опускают электрод сравнения 6 ЭСО-01.

7.2.2.5    Поверяемый электрод 5 выдерживают в сосуде 3 не менее 5 мин при температуре (25 ± 0,1) °С.

3

7.2.2.6    Окислительно-восстановительный потенциал редокс-электрода, измеренный в буферном растворе, приготовленном из стандарт-титра СТ-ОВП-01-1, должен составлять (298 ±3) мВ при температуре (25 ± 0,1) °С.

7.2.2.7    Включают вольтметр 8 и измеряют напряжение U между поверяемым редокс-электро-дом 5 и электродом сравнения 6.

7.2.2.8    Измеряют температуру t в сосуде электролитического ключа 7 термометром 4.

7.2.2.9    Рассчитывают значение потенциала электрода сравнения £_ср при температуре t по данным свидетельства о поверке электрода сравнения.

7.2.2.10    Рассчитывают значение окислительно-восстановительного потенциала буферного раствора Eh по формуле

Eh = U + Е_ср.

7.2.2.11    Абсолютную погрешность измерения окислительно-восстановительного потенциала буферного раствора поверяемым электродом, мВ, рассчитывают по формуле

ДЕЛ = Eh - 298,

где 298 — потенциал электрода в буферном растворе, приготовленном из стандарт-титра СТ-ОВП-01-1.

7.2.2.12    Результат измерений считают положительным, если |ДЕЛ| <3 мВ.

7.2.2.13    В противном случае поверяемый электрод 5 и электролитический ключ 7тщательно промывают дистиллированной водой. После промывки процедуры по 7.2.2.2—7.2.2.12 повторяют. При повторном отрицательном результате электрод бракуют.

7.2.2.14    Приготовляют буферный раствор из стандарт-титра СТ-ОВП-01-2 в соответствии с приложением А.

7.2.2.15    Вводят приготовленный буферный раствор в сосуд 3 [см. рисунок В.1 (приложение В)]. Помещают сосуд 3 в термостат 1 с установленным значением температуры (25 ± 0,1) °С.

7.2.2.16    Сосуд электролитического ключа 7 заполняют насыщенным раствором хлорида калия, приготовленным в соответствии с приложением Б.

7.2.2.17    В сосуд 3 опускают поверяемый электрод 5, электролитический ключ 7 и термометр 2. В сосуд электролитического ключа 7 опускают электрод сравнения 6 ЭСО-01.

7.2.2.18    Поверяемый электрод 5 выдерживают в сосуде 3 не менее 5 мин при температуре (25 ± 0,1) °С.

7.2.2.19    Окислительно-восстановительный потенциал редокс-электрода, измеренный в буферном растворе, приготовленном из стандарт-титра СТ-ОВП-01-2, должен составлять (605 ±3) мВ при температуре (25 ± 0,1) °С.

7.2.2.20    Включают вольтметр 8 и измеряют напряжение U между поверяемым электродом 5 и электродом сравнения 6.

7.2.2.21    Измеряют температуру t в сосуде электролитического ключа 7 термометром 4.

7.2.2.22    Рассчитывают значение потенциала электрода сравнения £_ср при температуре t по данным свидетельства о поверке электрода сравнения.

7.2.2.23    Рассчитывают значение Eh по формуле

Eh = U + Е_ср.

7.2.2.24    Абсолютную погрешность измерения окислительно-восстановительного потенциала буферного раствора поверяемым электродом, мВ, рассчитывают по формуле

ДEh = Eh- 605,

где 605— потенциал электрода в буферном растворе, приготовленном из стандарт-титра СТ-ОВП-01-2.

7.2.2.25    Результат измерений считают положительным, если |Д£Л| <3 мВ.

7.2.2.26    В противном случае поверяемый электрод 5 и электролитический ключ 7тщательно промывают дистиллированной водой. После промывки процедуры по 7.2.2.15—7.2.2.25 повторяют. При повторном отрицательном результате электрод бракуют.

7.2.2.27    Результаты поверки электрода считают положительными, если модуль абсолютной погрешности измерения окислительно-восстановительных потенциалов буферных растворов, приготовленных из стандарт-титров СТ-ОВП-01-1 и СТ-ОВП-01-2, не превышает 3 мВ.

4

8 Оформление результатов поверки

8.1    Результаты поверки вносят в протокол. Форма протокола поверки приведена в приложении Г.

8.2    При положительных результатах поверки выдают свидетельство о поверке в соответствии с правилами [5]. При этом возможно нанесение наклейки на свидетельство о поверке или клейма на средство измерений.

8.3    При отрицательных результатах поверки выдают извещение о непригодности редокс-элек-трода с указанием причины согласно требованиям правил [3] или соответствующего документа, принятого (утвержденного) национальным органом по метрологии.

5

Приложение А (обязательное)

Инструкция

по приготовлению буферных растворов для воспроизведения окислительно-восстановительного потенциала из стандарт-титров СТ-ОВП-01

А.1 Характеристики стандарт-титров

Стандарт-титры СТ-ОВП-01 выпускают двух типов: СТ-ОВП-01-1 и СТ-ОВП-01-2. Их характеристики приведены в таблице А.1.

Таблица А.1

Тип стандарт-титра Химический состав стандарт-титра Масса веществ, входящих в состав стандарт-титра, для приготовления 1 дм3 буферного раствора, г Значение Eh приготовленного буферного раствора при 25 °С, мВ СТ-ОВП-01-1 Дигидрофосфат калия (КН2Р04), моногидрофосфат натрия (Na2HP04) (флакон № 1); хингидрон (С12Н10О4) (флакон № 2) 3,388 3,533 4,0 298 ± 3 СТ-ОВП-01-2 Тетраоксапат калия 2-водный [КН3(С204)2 -2Н20] (флакон № 1); хингидрон (С12Н10О4) (флакон № 2) 12,610 4,0 605 + 3 Примечание — Содержимое флакона № 1 стандарт-титра СТ-ОВП-01-1 представляет собой стандарт-титр для приготовления 1 дм3 буферного раствора pH с pH = 6,86 ± 0,01 при температуре 25 °С. Содержимое флакона № 1 стандарт-титра СТ-ОВП-01-2 представляет собой стандарт-титр для приготовления 1 дм3 буферного раствора pH с pH = 1,65 ± 0,01 при температуре 25 °С.

А.2 Приготовление буферного раствора для воспроизведения окислительно-восстановительного потенциала

А.2.1 Буферный раствор для воспроизведения окислительно-восстановительного потенциала (далее — ОВП) — рабочий эталон 2-го разряда готовят растворением содержимого стандарт-титра в дистиллированной воде по ГОСТ 6709 (далее — вода) с удельной электропроводностью не более 5 • 10^-4 См • м^-1. При приготовлении раствора используют мерную колбу 2-го класса по ГОСТ 1770 (далее — колба). Ее вместимость устанавливают при температуре 20 °С. Поэтому температура приготовляемого раствора должна быть 20 °С.

Примечание — Для приготовления раствора со значением pH > 6 (т. е. из стандарт-титра СТ-ОВП-01-1) используют воду, не содержащую диоксида углерода. Для этого необходимо воду прокипятить (1 дм³ воды кипятят не менее 1 ч) и охладить до температуры от 25 °С до 30 °С. При подготовке стеклянной посуды не допускается использовать синтетические моющие средства.

А.2.2 Предварительно готовят буферный раствор pH.

Для этого содержимое флакона № 1 количественно переносят в колбу следующим образом:

-    извлекают флакон из упаковки;

-    в мерную колбу вместимостью 1 дм³ вставляют воронку;

-    вскрывают флакон, высыпают содержимое полностью в колбу, промывают флакон изнутри водой до полного удаления вещества с поверхностей, промывные воды сливают в колбу.

Заполняют колбу водой примерно на две трети объема, взбалтывают до полного растворения содержимого.

Заполняют колбу водой, не доводя объем воды до метки примерно на 5—10 см³. В течение 15—20 мин тер-мостатируют колбу в жидкостном термостате при температуре 20 °С.

Доводят водой объем раствора в колбе до метки, закрывают пробкой и тщательно перемешивают содержимое.

Срок хранения приготовленного буферного раствора pH — 2 мес.

6

ГОСТ Р 8.702-2010

А.2.3 Буферный раствор ОВП готовят насыщением предварительно приготовленного буферного раствора pH хингидроном из флакона № 2.

Для этого предварительно приготовленный буферный раствор pH переносят в колбу вместимостью 2 дм³ (для облегчения встряхивания при перемешивании), вскрывают флакон № 2 с хингидроном, высыпают его в колбу с приготовленным раствором и проводят насыщение раствора в течение 2 ч при непрерывном перемешивании.

После этого раствор фильтруют и используют в течение не более 5 ч.

Примечание — Для более экономного расходования стандарт-титра СТ-ОВП-01 допускается приготовление уменьшенного количества буферного раствора ОВП. Для этого отмеряют мерным стаканом или мерным цилиндром 0,5 дм³ предварительно приготовленного буферного раствора pH и переносят его в колбу вместимостью 1 дм³. Из флакона № 2 отбирают, предварительно взвесив, 2 гхингидрона и всыпают его в налитый раствор. Проводят насыщение раствора в течение 2 ч при непрерывном перемешивании. После этого раствор фильтруют и используют в течение не более 5 ч.

А.З Хранение буферных растворов

Буферные растворы должны быть использованы в течение 5 ч после приготовления и хранению не подлежат.

7