Файл: Физикохимические.docx

КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

1. Общая характеристика метода и практическое применение

Кондуктометрические методы характеризуются:

1. 
   высокой экспрессностью;
   
2. 
   простотой и доступностью измерительных приборов;
   
3. 
   удобством работы;
   
4. 
   достаточной точностью;
   
5. 
   возможностью проведения автоматического и дистанционного анализа.
   

Прямые кондуктометрические измерения имеют погрешность 1…2%, при соблюдении специальных условий она снижается до 0,2%. Погрешность кондуктометрического титрова‐ ния обычно ± (2…3) %.

Прямое измерение электрической проводимости является наиболее эффективным методом контроля качества дистиллированной воды в лабораториях, технической воды и в оценки загрязнённости сточных вод. Кондуктометрические датчики с успехом применяются в АСУТП. Разработана методика кондуктометрического определения малых количеств углерода (10^‐2…10^‐3%) в сталях и металлах. Обширную область применения име‐ ет кондуктометрическое титрование.

2. Теоретические основы кондуктометрического метода анализа

Электропроводностью называют способность вещества проводить электрический ток под действием электрического поля. В системе СИ единицей измерения электропроводно‐ сти является сименс (См=Ом^‐1). Электропроводность раствора выражается в единицах удель‐ ной или эквивалентной электропроводности.

Электропроводимость определяется по выражению (см. рису‐ нок 7.2.1):

---

э
æ = 1000 · ^æo ,

С

где С ‐ молярная концентрация эквивалента, моль/л.
Зависимости æ_э от С:

æ_э


C
Рисунок 7.2.3 Рисунок 7.2.4

У полностью диссоциированных электролитов концентрационная зависимость прово‐ димости выражается уравнением

э
^{æэ = æo — a}√^{с ,}


э

э
где æ^o‐ предельная эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении; a― константа. Предельная эквивалентная электропроводность æ^o может быть представлена суммой предельных электропроводностей или предельных подвижностей ионов:
æ^o = æ^o + æ^o ,

^э э(+) э(–)
где æ^o и æ^o – предельная эквивалентная электропроводность, или предельная подвиж‐

э(+) э(–)

ность соответственно катиона и аниона.

Числовые значения подвижностей ионов в водном растворе при комнатной темпера‐ туре

---

находятся в пределах 30…70 См∙см²/моль. И лишь у ионов Н⁺ и ОН^‐ они равны

3. 1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   22

---

Измерение электропроводности растворов

Принципиальная схема для проведения кондуктометрических измерений

a

Рисунок 7.3.1
Это обычный мост, питаемый переменным током. Постоянный ток нежелателен, так как вызывает электролиз раствора. В то же время применение моста переменного тока при‐ водит к появлению так называемого реактивного сопротивления ячейки R_x.

Мост говорят, уравновешен в случае равенства разности потенциалов на измеритель‐ ном диагонали нулю U_сd= 0. Условием равновесия мостовой схемы является равенство про‐ изведения сопротивлений противоположных плеч.

Сопротивление плеч:
ас — R_x + mR_p ;

cb — R₁ + (1 — m)R_p;

db — R₂;

ad — R₃;

_RF

где m = ^p; R^' ‐ сопротивление реохорда левее точки c.

_Rp p

Тогда условие равновесия моста:
(R_x + mR_p)R₂ = [R₁ + (1 — m)R_p] R₃.
Решая данное уравнение, относительно положения реохорда m, получим


R
m = (R₁ + R_p) · R₃ — R₂ · ^Rx · ⁽R₂ + R₃⁾.

p

Если принять R₂=R₃:

^{R1 + Rp} R_x


2R_p
m = — ( )

2R_p
Для питания моста обычно используется ток частотой примерно 1000 Гц. Промышлен‐ ность выпускает приборы для определения электропроводности растворов ‐

---

мосты пере‐ менного тока и кондуктометры.

Конструкции измерительных ячеек:

---