Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ЕКОЛОГІЧНИЙ МОНІТОРИНГ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КОНДУКТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ

Кондуктометрія - електрохімічний метод аналізу, заснований на вимірюванні електричної провідності розчинів. Вона є неселективним кількісним методом аналізу.

Для кондуктометрії характерні широкий частотний діапазон зондуючого електромагнітного поля, робота в широкому інтервалі температур, великий діапазон вимірюваної УЕП. Ці властивості дозволяють широко використовувати кондуктометрический метод в задачах контролю ОС, речовин, матеріалів і виробів.

При розчиненні в воді електроліту він дисоціює з утворенням іонів, отже, концентрація носіїв зарядів у воді збільшується, що призводить до зменшення її електричного опору і збільшення УЕП. Звідси випливають два обмеження кондуктометрического методу - аналіз тільки розчинів електролітів і невибірковість методу. Хоча, наприклад, при контролі забруднення стічних вод цей недолік перетворюється на гідність.

Електроліт - рідке або тверде речовина (система), в якому в скільки-небудь помітних кількостях присутні іони, що зумовлюють проходження електричного струму (у вузькому сенсі - речовина, наприклад сіль, розчин якої проводить електричний струм іонами, що утворюються в результаті дисоціації).

Дисоціація - розпад частки (молекули, радикала, іона) на кілька простіших частинок. При розчиненні електроліту під впливом електричного поля молекул розчинника відбувається розпад молекули електроліту на окремі позитивно і негативно заряджені іони.

Іон - електрично заряджений атом або група атомів, що утворюється при втраті або приєднання електронів атомами, молекулами, радикалами і т.п.

Ступінь дисоціації а - відношення числа дисоційованому частинок п до їх загальної кількості N> Г.Є.

За ступенем дисоціації а електроліти умовно ділять на сильні (кислоти і підстави, а 1) і слабкі (багато органічні кислоти і підстави, а 0).

1

Електропровідність (електрична провідність, провідність) - здатність тіла пропускати електричний струм під дією електричного нуля, а також фізична величина, що кількісно характеризує цю здатність. Електролітів властива іонна провідність.

Здатність речовини проводити електричний струм характеризує його УЕП х, яку визначають за рівнянням

де R - опір розчину між електродами вимірювальної комірки; 5 - площа електродів; / - відстань між електродами; А = 1 / S - постійна осередки.

УЕП в системі СІ вимірюють в См / м (Е. Сіменс, Е. Simens - німецький електротехнік і винахідник, 1816-1892), а постійну осередки - в м -1 .

Якщо в розчині знаходиться суміш різних взаємодіючих компонентів, то його УЕП підкоряється закону адитивності

де х, - УЕП г-го компонента; С, - відносна об'ємна концентрація г-го компонента.

Его властивість означає, що кондуктометрический метод не є виборчим і дозволяє контролювати загальний солевміст води, ступінь її забруднення і т.п. Кондуктометричний метод придатний для вимірювання концентрації бінарних або псевдобінарних розчинів. Залежність УЕП від концентрації деяких водних розчинів електролітів показана на рис. 4.1.

УЕП розчинів істотно залежить від температури. Так, збільшення температури водного розчину електроліту на 1 ° С призводить до зростання УЕП на 1-2,5%. Тому в кондуктометрів обов'язково передбачається автоматична температурна корекція показань.

УЕП рідини зростає зі зміною температури по експонентному закону

де А і В - постійні; Т - абсолютна температура.

ГОСТ 13350-78 передбачає таку класифікацію кондуктометричних аналізаторів рідини:

  • • за призначенням - кондуктометри і кондуктометрические концентра- Томера;
  • • за методом вимірювання - контактні і безконтактні;
  • • за принципом дії - низько- і високочастотні, імпульсні;
  • • за межею вимірювання - одно- і багатограничні;
  • • за способом приміщення ПІП в вимірювану середу - проточні та заглибні;
  • • за часом перехідного процесу на групи - безінерційні (час перехідного процесу - до б с), малоінерційні (6-30 с) і інерційні (30-60 с);
  • • за кількістю обслуговуваних точок контролю - одно- і багатоточкові.

Межі вимірюваної аналізаторами УЕП вибирають в інтервалі 10 ~ 8 - 200 См / м.

Вихідні сигнали кондуктометрів можуть бути електричними безперервними, частотними і кодованими.

Межі допустимого значення основної зведеної похибки вибирають з ряду ± 0,25, ± 0,40, ± 0,50, ± 1,0, ± 1,5, ± 2,0%, для концентратоме- рів допускаються похибки ± 2,5 , ± 3,0 і ± 4,0%.

Кондуктометрія є простим, надійним і дешевим електрохімічним методом вимірювання з малим енергоспоживанням, що дозволяє широко використовувати її в сучасній промисловості та науці для контролю складу і властивостей рідких середовищ.

За типом напруги, що живить вимірювальну ланцюг, розрізняють кондуктометрію на постійному і змінному струмі. У свою чергу, кондуктометрію на змінному струмі поділяють на низько- і високочастотну, умовна межа між якими лежить приблизно в межах 50-100 кГц.

Методи кондуктометрії ділять на наступні групи: амплітудні, амплітудно-фазові, частотні. У першому випадку інформативний параметр (УЕП розчину) перетвориться в зміну амплітуди, у другому - амплітуди і фази, в третьому - частоти сигналу.

Як і будь-який аналізатор, кондуктометри містять ПІП, IP і ВП. ПІП кондуктометрів класифікують наступним чином:

  • • але наявності гальванічного контакту між електродами і середовищем - контактні і безконтактні (ємнісні і індуктивні);
  • • за способом розміщення рідини в датчику - наливні, проточні та заглибні;
  • • по числу електродів - двох-, трьох- і Багатоелектродні.

Кондуктометрические датчики можуть бути реалізовані з внутрішнім

(Зосередженим) і зовнішнім (розсіяним) полем.

Корпуси всіх ПІП виготовляють зі скла марки ХСЗ. Конструкція і матеріали, з яких зроблені осередки, абсолютно стійкі до впливу агресивних рідких середовищ, що дозволяє досліджувати практично будь-які розчини.

На величину комплексного опору контактного ПІП впливають фарадеевского процеси на межі електрод - розчин електроліту, активний опір розчину, обумовлене його УЕП, міжелектродному ємність і багато іншого.

Відповідно до цього імпеданс електрода прийнято представляти у вигляді паралельного з'єднання: імпедансу подвійного електричного шару та фарадеевского імпедансу, обумовленого електрохімічної реакцією і включає поляризаційне опір R s . На рис. 4.2 представлена паралельна електрична схема заміщення контактної двоелектродної осередки. При цьому опір R моделює активний опір ПІП з розчином, а ємність С - його діелектричні властивості.

Схема заміщення контактної двоелектродної осередки

Мал. 4.2. Схема заміщення контактної двоелектродної осередки

Таким чином, вимірюючи опір комірки і тим самим - УЕП розчину, насправді визначають її імпеданс, що залежить від багатьох факторів.

У кондуктометричної практиці часто використовують більш просту, ніж чотириелектродна, трьохелектродну осередок (рис. 4.3).

Трьохелектродна контактна осередок

Мал. 4.3. Трьохелектродна контактна осередок

Найпростіша схема кондуктометра - его схема прямого виміру, коли вимірюють падіння напруги на датчику при постійному струмі або струм при харчуванні ПІП постійним за величиною напругою.

У першому випадку (/ = const) падіння напруги на комірці рівна

звідки

У другому випадку (U = const) значення струму, що протікає через осередок, так само

звідки

Як випливає з формул (4.6) і (4.8), друга схема краще, оскільки вихідний сигнал в ній прямо пропорційний УЕП розчину х- Раніше вже говорилося про те, що УЕП розчину істотно залежить від температури, тому кондуктометрические вимірювання без урахування цього явища неможливі. У зв'язку з цим кондуктометрические аналізатори рідини в більшості випадків мають два канали вимірювання: температури і УЕП аналізованої рідини.

Розглянемо найпростіший спосіб термокомпенсации кондуктометричних вимірювань, коли послідовно з осередком включений терморезистор R, (рис. 4.4).

Кондуктометр прямого виміру з термокомпенсацією

Мал. 4.4. Кондуктометр прямого виміру з термокомпенсацією

Для температурної компенсації необхідно, щоб температурні коефіцієнти опору (ТКС) терморезистора і осередки були однакові. Для цього паралельно осередку включають шунт R w завдяки чому ТКС паралельного з'єднання осередку і шунта істотно знижується і приблизно стає рівним ТКС терморезистора. Оскільки температурні коефіцієнти терморезистора R t і ланцюги R-R m мають різні знаки (опір терморезистора зростає, а розчину - зменшується), загальний опір всього ланцюга при зміні температури буде залишатися майже незмінним.

У кондуктометрів як ПІП температури найчастіше використовують металеві (дротяні і плівкові) або напівпровідникові терморезистори. Статична характеристика металевих терморезисторов має наступний вигляд:

де R - опір терморезистора; R 0 - його опір при t = = (НС; а - ТКС.

У промислових приладах найчастіше використовують схеми безпосередньої оцінки і диференціальні. Застосовують також завдяки своїй точності, зручності автоматизації та теоретичної обгрунтованості автоматичні і напівавтоматичні мости, а також схеми з синхронними детекторами і роздільної реєстрацією складових імпедансу датчика.

Компенсаційний спосіб на змінному струмі низької частоти набув поширення для виміру УЕП рідин в основному за допомогою четирехелектродіих ПІП. Його суть полягає в компенсації падіння напруги на ПІП зустрічним напругою до нуля.

На рис. 4.5 показаний двоканальний (УЕП і температура) промисловий мікропроцесорний кондуктометр, призначений для безперервного контролю УЕП рідких середовищ.

Мікропроцесорів промисловий кондуктометр

Мал. 4.5. Мікропроцесорів промисловий кондуктометр

Він реалізує наступні функції:

  • • програмований вибір шкали вихідного струму;
  • • цифрову термокомпенсацію з приведенням до заданої температури;
  • • сигналізацію перевищення заданого рівня УЕП і температури;
  • • самодіагностику і Автокалібровка;
  • • можливість програмним шляхом коригувати показання приладу за допомогою вбудованої клавіатури або по інтерфейсу з персонального комп'ютера.

Кондуктометр вимірює УЕГ1 (50 мСм / м - 100 См / м) і температуру середовища (1 -100 ° С), має наведену похибка вимірювання, яка становить не більше 2% від найближчого верхнього значення десяткового розряду.

Датчик розрахований на роботу при короткочасному підвищенні температури вимірюваного середовища до 200 ° С. Вихідний сигнал кондуктометра 0-5 або 4-20 мА, інтерфейси RS-232 і RS-485.

Частотний метод вимірювання полягає в тому, що пропорційної УЕП розчину виявляється частота вихідного сигналу. При цьому кондуктометрична осередок включена в позитивний зворотний зв'язок ЛС-генератора, внаслідок чого його частота / пропорційнаопору осередки з розчином, тобто

Використання цього методу дозволяє підвищити точність вимірювання, його перешкодозахищеність, спростити кондуктометр, легко здійснити зв'язок з мікропроцесором і т.п.

Автоматичний частотний кондуктометр (рис. 4.6) має діапазон вимірювань УЕП 1 -10 -6 - 1 -10 -2 См / м, відносну похибка - не більше ± 1%, цифрову індикацію показань.

Структурна схема частотного кондуктометра показана на рис. 4.7.

Двухелектродний ПІП УЕП 1 є частотно-задає вузлом перетворювача УЕП - частота 3, до якого для здійснення термокомпенсации також підключений ПІП температури 2. Далі частотний сигнал перетворюється перетворювачем частота - напруга в аналоговий, який подається на масштабний підсилювач 5, звідки через пристрій, що 6 надходить на цифровий індикатор (дисплей) 7. Харчування схеми здійснюється від батареї 8.

Зовнішній вигляд частотного кондуктометра

Мал. 4.6. Зовнішній вигляд частотного кондуктометра:

  • 1 - кондуктометр; 2 - датчик; 3 - клавіша «Вимірювання»;
  • 4 - клавіша «Контроль батареї живлення»; 5 - цифровий дисплей
Структурна схема частотного кондуктометра

Мал. 4.7. Структурна схема частотного кондуктометра:

  • 1 - ПІП УЕП; 2 - ПІП температури; 3 - перетворювач УЕП - частота;
  • 4 - перетворювач частота - напруга; 5 - масштабний підсилювач;
  • 6 - пристрій, що погодить; 7 - цифровий індикатор; 8 - блок живлення

Особливістю безконтактних НЧ кондуктометрів є відсутність гальванічного контакту електродів комірки з аналізованої середовищем, що дозволяє контролювати їдкі, агресивні і абразивні розчини, а також рідини, схильні до налипання па електроди датчика. Завдяки цьому виключається отруєння електродів, каталіз матеріалом електродів реакцій в розчині і інші побічні процеси.

Схема кондуктометра з рідинним витком показана на рис. 4.8. Труба з діелектрика утворює замкнутий виток, який заповнений циркулюючої аналізованої рідиною. Зовні по краях трубки намотані обмотки двох трансформаторів Тр 1 і ТР2. Первинна обмотка трансформатора Тр 1 харчується змінною напругою U. Замкнуте рідинний виток, утворений розчином електроліту в трубі, виконує функцію вторинної обмотки трансформатора Тр і первинної - для трансформатора ТР2.

Схема кондуктометра з рідинним витком

Мал. 4.8. Схема кондуктометра з рідинним витком

В результаті електромагнітної взаємодії в рідинному витку індукується ЕРС

де п х і п 2 - число витків обмоток трансформатора Тр 1 і ТР2 відповідно (зазвичай і 2 =!) •

де R - електричний опір рідинного витка.

Таким чином, висока напруга, яка в рідинному витку (4.12), прямо пропорційний УЕП розчину. Цей струм вимірюють за допомогою трансформатора ТР2.

Такі кондуктометри працюють при частоті напруги живлення близько 1 кГц, їх використовують, як правило, для контролю сильних електролітів (соляна, сірчана і азотна кислоти, луги).

Індуктивний кондуктометр (рис. 4.9) призначений для безперервного контролю УЕП рідких середовищ.

Зовнішній вигляд індуктивного кондуктометра

Мал. 4.9. Зовнішній вигляд індуктивного кондуктометра:

1 - трансформаторний ПІП; 2 - ІП

Кондуктометр має безконтактний датчик УЕП трансформаторного типу, чутливий елемент може бути вмонтований в бачок (проточное виконання) або укріплений на штанзі завдовжки до 2 м (Занурювальне виконання). Всі деталі датчика, що контактують з вимірюваної рідиною, опресовані поліпропіленом або покриті захисним матеріалом, стійким до даного середовища, що дозволяє контролювати електропровідність агресивних рідин.

Кондуктометр має діапазон вимірювань УЕП 0-100 См / м, межа допустимого значення основної зведеної похибки 2%.

Безконтактна ВЧ кондуктометрія заснована на взаємодії ВЧ електромагнітного поля з розчином електроліту, що знаходиться в ємнісний або індуктивного вимірювальної осередку. В результаті цієї взаємодії змінюється імпеданс осередки, який функціонально пов'язаний з електричними властивостями аналізованого розчину - його УЕП х і ДП м У другому випадку ми переходимо вже до діелькометричні вимірам. Так само, як і в разі НЧ безконтактної кондуктометрії, ВЧ дозволяє контролювати агресивні розчини, виключаючи контакт з матеріалом електродів комірки. Правда, за це доводиться «платити» тим, що вихідний сигнал кондуктометра виявляється пропорційним не тільки УЕП розчину, а й матеріалу стінок, що ускладнює інтерпретацію результатів вимірювань.

Особливістю індуктивної осередки є підвищена чутливість до зміни УЕП в добре провідних середовищах. Це пояснюється тим, що взаємодія через магнітну компоненту можливо тільки при наявності власного магнітного поля розчину, що передбачає в ньому наявність значних струмів провідності.

ВЧ індуктивний кондуктометрический Концентратомер (рис. 4.10) перетворює поточне значення УЕП і температури аналізованої рідини в вихідний сигнал постійного струму, пропорційний концентрації розчиненого компонента в грамах на літр або відсотках.

ВЧ індуктивний промисловий кондуктометр

Мал. 4.10. ВЧ індуктивний промисловий кондуктометр:

1 - вимірювальний перетворювач; 2 - індуктивні датчики

Прилад в основному застосовують для контролю концентрації бінарних розчинів, в тому числі сильно забруднених, в'язких і пулиюобразних, на підприємствах хімічної, нафтохімічної, атомної та металургійної промисловості та в енергетиці.

У кондуктометрів реалізований безконтактний індукційний метод вимірювання УЕП рідини, для вимірювання температури рідини використовується терморезистор. Прилад має уніфікований гальванически розв'язаний безперервний вихідний сигнал постійного струму, пропорційний концентрації розчину.

Кондуктометр вимірює УЕП в діапазоні 1-200 См / м, температуру розчину від 0 до 150 ° С, а також здійснює температурну компенсацію в діапазоні 0-100 ° С.

Стінки ємнісних осередків виготовляють з молібденового скла, порцеляни, кераміки, вініпласту, оргскла, фторопласту, ебоніту та інших матеріалів.

Високочастотну безконтактну кондуктометрію реалізують, як правило, на базі контурних і мостових схем вимірювання.

Якщо вихідний сигнал контурного кондуктометра визначається опором безконтактного ПІП, то такий прилад називають Z-метричних (рис. 4.11). При цьому ВЧ генератор працює на навантаження, що складається з датчика і послідовно з'єднаного з ним постійного опору R. При зміні параметрів датчика змінюється струм і відповідно відбувається падіння напруги на резисторі 7 ?, яке посилюється і надходить на вторинний прилад.

ВЧ Z-метр-кондуктометр

Мал. 4.11. ВЧ Z-метр-кондуктометр

Якщо вихідний сигнал визначається добротністю контуру, в який включена осередок, кондуктометр називають Q-метричних. Якщо ж вихідний сигнал залежить від частоти коливального контуру, що містить датчик з аналізованих розчином, такий кондуктометр називають Е-метричних.

завдання

4.1.1. Константа дисоціації мурашиної кислоти НСООН, дисоціює за рівнянням НСООН про Н + + НСОО - , становить 2,1-10 -4 . Обчисліть а й [Н + ] для 0,3 М розчину цієї кислоти.

Рішення

запишемо в чисельнику | Н + ] 2 . Знаменник являє собою концентрацію недіс- соціірованной частини кислоти, яку, якщо знехтувати диссоциированной частиною, приймемо рівною загальній концентрації електроліту (то ж допущення роблять і при виведенні формули К = С а 2 , коли величину 1 - а приймають рівній одиниці). В цьому

випадку До = ^ ^, звідки [Н + 1 = л / А'С => / 2,1 • 10 -4 0,3 = 7,9-10 -3 г-іон / л. тоді

4.1.2. Константа дисоціації хлорнуватистої кислоти НС10 дорівнює 3-ЮЛ Який ступінь дисоціації кислоти в 0,1 М розчині? Обчисліть концентрацію іонів Н + в розчині. Як зміниться [Н + ], якщо до 1 л 0,1 М розчину НС10 додати 50 г гіпохлориду натрію NaCIO, дисоціюють при цьому на 75%?

Рішення

Введення в розчин хлорнуватисту кислоти гіпохлориду натрію зменшить концентрацію іонів Н + за рахунок збільшення концентрації іонів СЮ - . Позначимо концентрацію іонів Н + через С, тоді концентрація іонів СЮ - буде дорівнює З плюс концентрація іонів СЮ - , що утворилися при дисоціації NaClO. 60 г NaCIO складають 0,8 благаючи, який при а = 0,75 утворює 0,8-0,75 = 0,6 г-іон / л СЮ - . тоді

[ 11+ ] [ с10 ~] С (С + 0,6)

знайдемо До = - г ^ = - = 310 -8 , звідки С + 0,66 = 3-10 -8 . оскільки

[HCIOJ 0,1

величина З дуже мала, для спрощення обчислення нехтуємо нею, тоді 0,6С = = 3-10-8, з = 5-10-9 пана іон / л.

Порівнюючи цю величину з вихідної концентрацією, можна зробити висновок про те, що концентрація іонів Н + , а разом з нею і ступінь дисоціації НС10 в результаті розведення 0,8 благаючи NaCIO зменшилися в ^ = 11 000 разів.

  • 1 '5 -10 -9 1
  • 4.1.3. Розчин, що містить 70% (травні.) H 2 S0 4 , має при температурі 291 К щільність р = 1,6110 3 кг / м 3 і УЕП% = 0,2157 См / м. Знайдіть еквівалентну X і молярну р електропровідність.

Рішення

4.1.4. Опір 5% -го розчину K 2 S0 4 в кондуктометричної осередку з електродами площею 2,54 см 2 і відстанню між ними 0,65 см одно 5,61 Ом, р = 1 г / см 2 . Чому рівні значення х і X?

Рішення

УЕП дорівнює х = = 0,0458 См / см. Розрахуємо число пана еквівалентів K 2 S0 4

on

5

в 1 см 3 досліджуваного розчину п = = 0,604 г-екв. тоді еквівалентна

УО'О /, 10

, 0,0458 " го "

електропровідність А. = . . - = 75,8 Смсмуг-екв.

  • 0,604
  • 4.1.5. Опір 10% -го розчину сірчаної кислоти в комірці рівна 0,342 ± 0,002 Ом. Знайдіть питому і еквівалентну електропровідність, якщо площа електродів 5,25 ± 0,05 см 2 , а відстань між ними - 0,65 ± 0,02 см. Щільність розчину -1,07 ± 0,02 г / см 3 . Яке з вимірів дає найбільшу помилку? Розрахуйте похибка визначення електропровідності.

Відповідь-. % = 0,36 ± 0,02 См / см, X = 138 ± 8 Див-см 2 / г-екв.

4.1.6. Опір 0,1 н розчину хлориду натрію в осередку з електродами площею 1,50 см 2 і відстанню між ними 0,75 см одно 45,8 Ом. Визначте питому і еквівалентну електропровідність хлориду натрію.

Відповідь ', х = 0,0106 См / см, X = 106 См-см 2 / г-екв.

4.1.7. Яка концентрація іонів Н + в 0,1 н розчині HCN, якщо її константа дисоціації К = 710 -10 ?

Відповідь-. До = 8,4- 10 .

4.1.8. Ступінь дисоціації оцтової кислоти в 0,01 М розчині становить 4,15%. Обчисліть константу дисоціації.

Відповідь: 1,8-10 " 5 .

4.1.9. При якій концентрації в моль / л оцтової кислоти в розчині ступінь її дисоціації складе 0,01? При якій концентрації ступінь дисоціації буде в два рази більше? К = 1,8 * 10 -5 .

Відповідь '. 0,178 моль / л, 0,044 моль / л.

4.1.10. Константа дисоціації азотистої кислоти становить 510 -4 . Обчисліть ступінь її дисоціації в 0,05 М розчині.

Відповідь : а = 0,1.

4.1.11. Визначте ступінь дисоціації водного розчину хлористого калію (КС1) концентрацією С = 0,10 г / см 3 . Питомий опір такого розчину р = = 7,4-10 -2 Ом м при 18 ° С, а рухливості іонів К + і С1 _ при цій температурі відповідно рівні: і + = 6,7 * 10-8 м2 / (В * с), М_ = 6,7 * 10-8 м2 / (В * с), р = 0,074 гк / моль.

Відповідь : а = 0,8.

4.1.12. Виберіть діапазон вимірювань кондуктометра, що вимірює концентрацію розчинів (рис. 4.12), і поясніть вибір.

Залежність УЕП від концентрації розчинів

Мал. 4.12. Залежність УЕП від концентрації розчинів

Відповідь: НС1 - 1-7 , NaCl - 1-4 , H 2 S0 4 - 1-2 , 2-3 або 3-5.

4.1.13. Концентрація іонів Na + в розчині NaN0 3 складає 0,322 г / л при експериментально знайденої ступеня дисоціації, що дорівнює 70%. Знайдіть молярну і масову (г / л) концентрацію NaN0 3 .

Відповідь: 0,02 моль / л і 1,7 г / л.

4.1.14. Знайдіть опір розчину AgN0 3 , що заповнює осередок довжиною 84 см і площею поперечного перерізу 5 мм 2 . Еквівалентна концентрація розчину 1 моль / л, а ступінь дисоціації - 81%.

Відповідь: 7? = 180 кОм.

4.1.15. Двоелектродна кондуктометрична осередок заповнена розчином з УЕП Хо = 12,1 См / м. Визначте постійну осередки, якщо опір цього осередку одно 13,7 Ом.

Відповідь: А = 165,8 м -1 .

  • 4.1.16. Визначте УЕП розчину, якщо опір комірки дорівнює 20 Ом, а її постійна - 100 м -1 .
  • 4.1.17. Постійна кондуктометричного осередку дорівнює А = 11,2 м -1 , а її опір з розчином становить 5 МОм. Визначте концентрацію розчину в осередку, якщо відомо, що залежність між концентрацією С і УЕП Хо описується рівнянням Хо = де а = 1,75 * 10 -8 (См / м) / (мг / л).

Відповідь: 128 мг / л.

4.1.18. Чому дорівнює електропровідність розчину AgN0 3 з концентрацією 0,1 кмоль / м 3 (1 моль / л) при 291 К, якщо відстань між електродами становить 5-10 -2 м, площа кожного електрода - 2-10 -8 м 2 . Еквівалентна електропровідність цього розчину X = 9,43 Див м 2 / кг-екв.

Відповідь : 3,72-10 -3 Див.

4.1.19. Молярна електропровідність р 0,5 М розчину сірчанокислого калію при 298 К дорівнює 16,27 Див м 2 / кг-екв. Визначте УЕП х і еквівалентну X електропровідність.

Відповідь : х = 8,135 См / м, X = 38 См-см 2 .

4.1.20. Вимірювальна осередок заповнена 0,1 М розчином Ci ^ SO ^ і має опір 23 Ом. Поверхня кожного електрода дорівнює 4 см 2 , а відстань між ними - 0,7 см. Визначте питому х і еквівалентну X електропровідність.

Відповідь: х = 0,0076 См / см, X = 8,135 См-м 2 .

4.1.21. Питома і еквівалентна електропровідність водного розчину оцтової кислоти (за вирахуванням електропровідності чистої води) при 25 ° С дорівнює відповідно 5,75-10 -5 См / м і 42,215 См-см 2 -моль _1 . Визначте концентрацію оцтової кислоти в розчині.

Рішення

4.1.22. Питома і еквівалентна електропровідність водного розчину хлориду барію при 25 ° С рівні відповідно 1,191 * 10 -3 См / м (за вирахуванням електропровідності чистої води) і 119,1 Див см 2 моль -1 . Розрахуйте молярну концентрацію еквівалента і молярна концентрація хлориду барію.

Відповідь : 0,01 моль / л, 0,005 моль / л.

Контрольні питання і завдання

  • 1. Що таке якісний аналіз? Наведіть його види.
  • 2. Що таке кількісний аналіз?
  • 3. Що вимірює аналізатор, а що - Концентратомер?
  • 4. Наведіть класифікацію аналізаторів рідини за принципом дії.
  • 5. Наведіть класифікацію аналізаторів рідини по методам аналізу.
  • 6. Що таке скринінг?
  • 7. Чому пробовідбір виділяють в окрему стадію аналітичного процесу?
  • 8. Що таке нробонодготовка? Чи може при пробопідготовці змінюватися вимірювана величина?
  • 9. Що таке електроліт?
  • 10. Які речовини є електролітами?
  • 11. Що таке іон?
  • 12. Чим відрізняється сильний електроліт від слабкого?
  • 13. Що таке ступінь дисоціації? В яких межах вона може змінюватися?
  • 14. Що таке еквівалентна електропровідність? В яких одиницях її вимірюють?
  • 15. Що таке рухливість іонів?
  • 16. Що таке питома електрична провідність?
  • 17. У яких одиницях вимірюють УЕП?
  • 18. Розкажіть про державний первинному ідеалі УЕП.
  • 19. Яка величина УЕП реальних розчинів?
  • 20. Як пов'язані УЕП, ступінь дисоціації і рухливість іонів?
  • 21. Що таке постійна осередку?
  • 22. Чому дорівнює УЕП суміші різних невзаимодействующих компонентів?
  • 23. Як залежить УЕП від концентрації розчинів?
  • 24. Як УЕП залежить від температури?
  • 25. Як класифікують кондуктометри?
  • 26. Скільки електродів може мати контактний кондуктометрический датчик?
  • 27. Що таке подвійний електричний шар?
  • 28. Які процеси відбуваються в датчику при контактної кондуктометрії?
  • 29. Які існують схеми заміщення контактних датчиків?
  • 30. Які особливості контактної кондуктометрії на постійному струмі?
  • 31. Розкажіть про особливості контактної НЧ кондуктометрії.
  • 32. Опишіть безконтактні НЧ кондуктометри.
  • 33. Розкажіть про безконтактної ВЧ кондуктометрії.
 
<<   ЗМІСТ   >>