Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Посмотреть оригинал

Кондуктометрический метод анализа

Кондуктометрия — электрохимический метод анализа, основанный на измерении электрической проводимости растворов. Она является неселективным количественным методом анализа.

Для кондуктометрии характерны широкий частотный диапазон зондирующего электромагнитного поля, работа в широком интервале температур, большой диапазон измеряемой УЭП. Эти свойства позволяют широко использовать кондуктометрический метод в задачах контроля ОС, веществ, материалов и изделий.

При растворении в воде электролита он диссоциирует с образованием ионов, следовательно, концентрация носителей зарядов в воде увеличивается, что приводит к уменьшению ее электрического сопротивления и увеличению УЭП. Отсюда следуют два ограничения кондуктометрического метода — анализ только растворов электролитов и неизбирательность метода. Хотя, например, при контроле загрязнения сточных вод этот недостаток превращается в достоинство.

Электролит — жидкое или твердое вещество (система), в котором в сколько-нибудь заметных количествах присутствуют ионы, обусловливающие прохождение электрического тока (в узком смысле — вещество, например соль, раствор которой проводит электрический ток ионами, образующимися в результате диссоциации).

Диссоциация — распад частицы (молекулы, радикала, иона) на несколько более простых частиц. При растворении электролита под влиянием электрического поля молекул растворителя происходит распад молекулы электролита на отдельные положительно и отрицательно заряженные ионы.

Ион — электрически заряженный атом или группа атомов, образующаяся при потере или присоединении электронов атомами, молекулами, радикалами и т.п.

Степень диссоциации а — отношение числа диссоциированных частиц п к их общему числу N, г.е.

По степени диссоциации а электролиты условно делят на сильные (кислоты и основания, а 1) и слабые (многие органические кислоты и основания, а 0).

1

Электропроводность (электрическая проводимость, проводимость) — способность тела пропускать электрический ток под действием электрического ноля, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность. Электролитам свойственна ионная проводимость.

Способность вещества проводить электрический ток характеризует его УЭП х, которую определяют по уравнению

где R — сопротивление раствора между электродами измерительной ячейки; 5 — площадь электродов; / — расстояние между электродами; А = 1/S — постоянная ячейки.

УЭП в системе СИ измеряют в См/м (Э. Сименс, Е. Simens — немецкий электротехник и изобретатель, 1816—1892), а постоянную ячейки — в м-1.

Если в растворе находится смесь различных не взаимодействующих компонентов, то его УЭП подчиняется закону аддитивности

где Xi — УЭП г-го компонента; С, — относительная объемная концентрация г-го компонента.

Эго свойство означает, что кондуктометрический метод не является избирательным и позволяет контролировать общее солесодержание воды, степень ее загрязнения и т.н. Кондуктометрический метод пригоден для измерения концентрации бинарных или псевдобинарных растворов. Зависимость УЭП от концентрации некоторых водных растворов электролитов показана на рис. 4.1.

УЭП у См/м

Зависимость УЭП от концентрации водных растворов

Рис. 4.1. Зависимость УЭП от концентрации водных растворов

УЭП растворов существенно зависит от температуры. Так, увеличение температуры водного раствора электролита на 1°С приводит к возрастанию УЭП на 1—2,5%. Поэтому в кондуктометрах обязательно предусматривается автоматическая температурная коррекция показаний.

УЭП жидкости возрастает с изменением температуры по экспоненциальному закону

где А и В — постоянные; Т — абсолютная температура.

ГОСТ 13350—78 предусматривает следующую классификацию кондуктометрических анализаторов жидкости:

  • • по назначению — кондуктометры и кондуктометрические концентра- томеры;
  • • по методу измерения — контактные и бесконтактные;
  • • по принципу действия — низко- и высокочастотные, импульсные;
  • • по пределу измерения — одно- и многопредельные;
  • • по способу помещения ПИП в измеряемую среду — проточные и погружные;
  • • по времени переходного процесса на группы — безынерционные (время переходного процесса — до б с), малоинерционные (6—30 с) и инерционные (30—60 с);
  • • по количеству обслуживаемых точек контроля — одно- и многоточечные.

Пределы измеряемой анализаторами УЭП выбирают в интервале 10~8— 200 См/м.

Выходные сигналы кондуктометров могут быть электрическими непрерывными, частотными и кодированными.

Пределы допускаемого значения основной приведенной погрешности выбирают из ряда ±0,25, ±0,40, ±0,50, ±1,0, ±1,5, ±2,0%, для концентратоме- ров допускаются погрешности ±2,5, ±3,0 и ±4,0%.

Кондуктометрия является простым, надежным и дешевым электрохимическим методом измерения с малым энергопотреблением, что позволяет широко использовать ее в современной промышленности и науке для контроля состава и свойств жидких сред.

По типу напряжения, питающего измерительную цепь, различают кондуктометрию на постоянном и переменном токе. В свою очередь, кондуктометрию на переменном токе разделяют на низко- и высокочастотную, условная граница между которыми лежит приблизительно в пределах 50-100 кГц.

Методы кондуктометрии делят на следующие группы: амплитудные, амплитудно-фазовые, частотные. В первом случае информативный параметр (УЭП раствора) преобразуется в изменение амплитуды, во втором — амплитуды и фазы, в третьем — частоты сигнала.

Как и любой анализатор, кондуктометры содержат ПИП, ИП и ВП. ПИП кондуктометров классифицируют следующим образом:

  • • но наличию гальванического контакта между электродами и средой — контактные и бесконтактные (емкостные и индуктивные);
  • • по способу размещения жидкости в датчике — наливные, проточные и погружные;
  • • по числу электродов — двух-, трех- и многоэлектродные.

Кондуктометрические датчики могут быть реализованы с внутренним

(сосредоточенным) и внешним (рассеянным) полем.

Корпуса всех ПИП изготавливают из стекла марки ХСЗ. Конструкция и материалы, из которых сделаны ячейки, абсолютно устойчивы к воздействию агрессивных жидких сред, что позволяет исследовать практически любые растворы.

На величину комплексного сопротивления контактного ПИП оказывают влияние фарадеевские процессы на границе электрод — раствор электролита, активное сопротивление раствора, обусловленное его УЭП, межэлектродная емкость и многое другое.

В соответствии с этим импеданс электрода принято представлять в виде параллельного соединения: импеданса двойного электрического слоя и фарадеевского импеданса, обусловленного электрохимической реакцией и включающего поляризационное сопротивление Rs. На рис. 4.2 представлена параллельная электрическая схема замещения контактной двухэлектродной ячейки. При этом сопротивление R моделирует активное сопротивление ПИП с раствором, а емкость С — его диэлектрические свойства.

Схема замещения контактной двухэлектродной ячейки

Рис. 4.2. Схема замещения контактной двухэлектродной ячейки

Таким образом, измеряя сопротивление ячейки и тем самым — УЭП раствора, на самом деле определяют ее импеданс, зависящий от многих факторов.

В кондуктометрической практике часто используют более простую, чем четырехэлектродная, трехэлектродную ячейку (рис. 4.3).

Трехэлектродная контактная ячейка

Рис. 4.3. Трехэлектродная контактная ячейка

Простейшая схема кондуктометра — эго схема прямого измерения, когда измеряют падение напряжения на датчике при постоянном токе или ток при питании ПИП постоянным по величине напряжением.

В первом случае (/ = const) падение напряжения на ячейке равно

откуда

Во втором случае (U = const) значение тока, протекающего через ячейку, равно

откуда

Как следует из формул (4.6) и (4.8), вторая схема предпочтительнее, поскольку выходной сигнал в ней прямо пропорционален УЭП раствора х- Ранее уже говорилось о том, что УЭП раствора существенно зависит от температуры, поэтому кондуктометрические измерения без учета этого явления невозможны. В связи с этим кондуктометрические анализаторы жидкости в большинстве случаев имеют два канала измерения: температуры и УЭП анализируемой жидкости.

Рассмотрим простейший способ термокомпенсации кондуктометрических измерений, когда последовательно с ячейкой включен терморезистор R, (рис. 4.4).

Кондуктометр прямого измерения с термокомпенсацией

Рис. 4.4. Кондуктометр прямого измерения с термокомпенсацией

Для температурной компенсации необходимо, чтобы температурные коэффициенты сопротивления (ТКС) терморезистора и ячейки были одинаковы. Для этого параллельно ячейке включают шунт RIU, благодаря чему ТКС параллельного соединения ячейки и шунта существенно снижается и приблизительно становится равным ТКС терморезистора. Поскольку температурные коэффициенты терморезистора Rt и цепи R—Rul имеют разные знаки (сопротивление терморезистора растет, а раствора — уменьшается), общее сопротивление всей цепи при изменении температуры будет оставаться почти неизменным.

В кондуктометрах в качестве ПИП температуры чаще всего используют металлические (проволочные и пленочные) или полупроводниковые терморезисторы. Статическая характеристика металлических терморезисторов имеет следующий вид:

где R — сопротивление терморезистора; R0 — его сопротивление при t = = 0<>С; а - ТКС.

В промышленных приборах чаще всего используют схемы непосредственной оценки и дифференциальные. Применяют также благодаря своей точности, удобству автоматизации и теоретической обоснованности автоматические и полуавтоматические мосты, а также схемы с синхронными детекторами и раздельной регистрацией составляющих импеданса датчика.

Компенсационный способ на переменном токе низкой частоты получил распространение для измерения УЭП жидкостей в основном с помощью четырехэлектродных ПИП. Его суть заключается в компенсации падения напряжения на ПИП встречным напряжением до нуля.

На рис. 4.5 показан двухканальный (УЭП и температура) промышленный микропроцессорный кондуктометр, предназначенный для непрерывного контроля УЭП жидких сред.

Микропроцессорый промышленный кондуктометр

Рис. 4.5. Микропроцессорый промышленный кондуктометр

Он реализует следующие функции:

  • • программируемый выбор шкалы выходного тока;
  • • цифровую термокомпенсацию с приведением к заданной температуре;
  • • сигнализацию превышения заданного уровня УЭП и температуры;
  • • самодиагностику и автокалибровку;
  • • возможность программным путем корректировать показания прибора с помощью встроенной клавиатуры либо по интерфейсу с персонального компьютера.

Кондуктометр измеряет УЭГ1 (50 мСм/м — 100 См/м) и температуру среды (1 —100°С), имеет приведенную погрешность измерения, которая составляет не более 2% от ближайшего верхнего значения десятичного разряда.

Датчик рассчитан на работу при кратковременном повышении температуры измеряемой среды до 200°С. Выходной сигнал кондуктометра 0—5 или 4—20 мЛ, интерфейсы RS-232 и RS-485.

Частотный метод измерения заключается в том, что пропорциональной УЭП раствора оказывается частота выходного сигнала. При этом кондуктометрическая ячейка включена в положительную обратную связь /?С-генератора, вследствие чего его частота/ пропорциональна сопротивлению ячейки с раствором, т.е.

Использование этого метода позволяет повысить точность измерения, его помехозащищенность, упростить кондуктометр, легко осуществить связь с микропроцессором и т.п.

Автоматический частотный кондуктометр (рис. 4.6) имеет диапазон измерений УЭП 1 • 10~6— 1 * 10-2 См/м, относительную погрешность — не более ±1%, цифровую индикацию показаний.

Структурная схема частотного кондуктометра показана на рис. 4.7.

Двухэлектродный ПИП УЭП 1 является частотно-задающим узлом преобразователя УЭП — частота 3, к которому для осуществления термокомпенсации также подключен ПИП температуры 2. Далее частотный сигнал превращается преобразователем частота — напряжение в аналоговый, который подается на масштабный усилитель 5, откуда через согласующее устройство 6 поступает на цифровой индикатор (дисплей) 7. Питание схемы осуществляется от батареи 8.

Внешний вид частотного кондуктометра

Рис. 4.6. Внешний вид частотного кондуктометра:

  • 1 — кондуктометр; 2 — датчик; 3 — клавиша «Измерение»;
  • 4 клавиша «Контроль батареи питания»; 5 — цифровой дисплей
Структурная схема частотного кондуктометра

Рис. 4.7. Структурная схема частотного кондуктометра:

  • 1 — ПИП УЭП; 2 — ПИП температуры; 3 — преобразователь УЭП — частота;
  • 4 — преобразователь частота — напряжение; 5 — масштабный усилитель;
  • 6 согласующее устройство; 7 — цифровой индикатор; 8 — блок питания

Особенностью бесконтактных НЧ кондуктометров является отсутствие гальванического контакта электродов ячейки с анализируемой средой, что позволяет контролировать едкие, агрессивные и абразивные растворы, а также жидкости, склонные к налипанию па электроды датчика. Благодаря этому исключается отравление электродов, катализ материалом электродов реакций в растворе и другие побочные процессы.

Схема кондуктометра с жидкостным витком показана на рис. 4.8. Труба из диэлектрика образует замкнутый виток, который заполнен циркулирующей анализируемой жидкостью. Снаружи по краям трубки намотаны обмотки двух трансформаторов Тр 1 и Тр2. Первичная обмотка трансформатора Тр питается переменным напряжением U. Замкнутый жидкостный виток, образованный раствором электролита в трубе, выполняет функцию вторичной обмотки трансформатора Тр и первичной — для трансформатора Тр2.

Схема кондуктометра с жидкостным витком

Рис. 4.8. Схема кондуктометра с жидкостным витком

В результате электромагнитного взаимодействия в жидкостном витке индуцируется ЭДС

где Пу и п2 — число витков обмоток трансформатора Тр 1 и Тр2 соответственно (обычно п2 = 1).

где R — электрическое сопротивление жидкостного витка.

Таким образом, ток, протекающий в жидкостном витке (4.12), прямо пропорционален УЭП раствора. Этот ток измеряют с помощью трансформатора Тр2.

Такие кондуктометры работают при частоте питающего напряжения около 1 кГц, их используют, как правило, для контроля сильных электролитов (соляная, серная и азотная кислоты, щелочи).

Индуктивный кондуктометр (рис. 4.9) предназначен для непрерывного контроля УЭП жидких сред.

Внешний вид индуктивного кондуктометра

Рис. 4.9. Внешний вид индуктивного кондуктометра:

1 — трансформаторный ПИП; 2 — ИП

Кондуктометр имеет бесконтактный датчик УЭП трансформаторного типа, чувствительный элемент может быть вмонтирован в бачок (проточное исполнение) или укреплен на штанге длиной до 2 м (погружное исполнение). Все детали датчика, контактирующие с измеряемой жидкостью, опрессованы полипропиленом или покрыты защитным материалом, устойчивым к данной среде, что позволяет контролировать электропроводность агрессивных жидкостей.

Кондуктометр имеет диапазон измерений УЭП 0—100 См/м, предел допустимого значения основной приведенной погрешности 2%.

Бесконтактная ВЧ кондуктометрия основана на взаимодействии ВЧ электромагнитного поля с раствором электролита, находящимся в емкостной или индуктивной измерительной ячейке. В результате этого взаимодействия изменяется импеданс ячейки, который функционально связан с электрическими свойствами анализируемого раствора — его УЭП х и ДП г. Во втором случае мы переходим уже к диэлькометрическим измерениям. Так же, как и в случае НЧ бесконтактной кондуктометрии, ВЧ позволяет контролировать агрессивные растворы, исключая контакт с материалом электродов ячейки. Правда, за это приходится «платить» тем, что выходной сигнал кондуктометра оказывается пропорциональным не только УЭП раствора, но и материала стенок, что затрудняет интерпретацию результатов измерений.

Особенностью индуктивной ячейки является повышенная чувствительность к изменению УЭП в хорошо проводящих средах. Это объясняется тем, что взаимодействие через магнитную компоненту возможно только при наличии собственного магнитного поля раствора, что предполагает в нем наличие значительных токов проводимости.

ВЧ индуктивный кондуктометрический концентратомер (рис. 4.10) преобразует текущее значение УЭП и температуры анализируемой жидкости в выходной сигнал постоянного тока, пропорциональный концентрации растворенного компонента в граммах на литр или процентах.

ВЧ индуктивный промышленный кондуктометр

Рис. 4.10. ВЧ индуктивный промышленный кондуктометр:

1 — измерительный преобразователь; 2 — индуктивные датчики

Прибор в основном применяют для контроля концентрации бинарных растворов, в том числе сильно загрязненных, вязких и пулыюобразных, на предприятиях химической, нефтехимической, атомной и металлургической промышленности и в энергетике.

В кондуктометре реализован бесконтактный индукционный метод измерений УЭП жидкости, для измерения температуры жидкости используется терморезистор. Прибор имеет унифицированный гальванически развязанный непрерывный выходной сигнал постоянного тока, пропорциональный концентрации раствора.

Кондуктометр измеряет УЭП в диапазоне 1—200 См/м, температуру раствора от 0 до 150°С, а также осуществляет температурную компенсацию в диапазоне 0—100°С.

Стенки емкостных ячеек изготавливают из молибденового стекла, фарфора, керамики, винипласта, оргстекла, фторопласта, эбонита и других материалов.

Высокочастотную бесконтактную кондуктометрию реализуют, как правило, на базе контурных и мостовых схем измерения.

Если выходной сигнал контурного кондуктометра определяется импедансом бесконтактного ПИП, то такой прибор называют Z-метрическим (рис. 4.11). При этом ВЧ генератор работает на нагрузку, состоящую из датчика и последовательно соединенного с ним постоянного сопротивления R. При изменении параметров датчика меняется ток и соответственно происходит падение напряжения на резисторе 7?, которое усиливается и поступает на вторичный прибор.

Если выходной сигнал определяется добротностью контура, в который включена ячейка, кондуктометр называют Q-метрическим. Если же выходной сигнал зависит от частоты колебательного контура, содержащего датчик с анализируемым раствором, такой кондуктометр называют Е-метрическим.

Задачи

4.1.1. Константа диссоциации муравьиной кислоты НСООН, диссоциирующей по уравнению НСООН о Н+ + НСОО-, составляет 2,1-10-4. Вычислите а и [Н+] для 0,3 М раствора этой кислоты.

Решение

# 2 J . JQ-4

= J ’ q ^— = 2.6410"2, что соответствует 2,64%. [Н+] = Са = 0,3-2,64х х10-2 = 7,9-10-3 г-ион/л;

+][нсоо-1

2) константа диссоциации равна К = ——' Поскольку [Н+] = [НСОО-],

запишем в числителе [Н+]2. Знаменатель представляет собой концентрацию недис- социированной части кислоты, которую, если пренебречь диссоциированной частью, примем равной общей концентрации электролита (то же допущение делают и при выводе формулы К =С а2, когда величину 1 - а принимают равной единице). В этом

случае К = ^ ^ , откуда [i I+] = VКС =1'2Л ? 1 (И 0,3 = 7,9-10-3 г-ион/л. Тогда

О

Гп+1 7 910"2 а = ^=^_=26410Л

4.1.2. Константа диссоциации хлорноватистой кислоты НС10 равна 3-10-8. Какова степень диссоциации кислоты в 0,1 М растворе? Вычислите концентрацию ионов Н+ в растворе. Как изменится [Н+], если к 1 л 0,1 М раствора НС10 добавить 50 г гипохлорида натрия NaCIO, диссоциирующего при этом на 75%?

Решение

Введение в раствор хлорноватистой кислоты гипохлорида натрия уменьшит концентрацию ионов Н+за счет увеличения концентрации ионов СЮ-. Обозначим концентрацию ионов Н+ через С, тогда концентрация ионов СЮ- будет равна С плюс концентрация ионов СЮ-, образовавшихся при диссоциации NaClO. 60 г NaCIO составляют 0,8 моля, который при а = 0,75 образует 0,8 0,75 = 0,6 г-ион/л СЮ-. Тогда

[lI+][C10-] С (С + 0,6) „,лвч,л„„

найдем К =? г,,,..,.-! =-- = 3-10-8, откуда С + 0,66 = 3-10-8. Поскольку

[HCIOJ 0,1

величина С очень мала, для упрощения вычисления пренебрегаем ею, тогда 0,6С = = 310-8, с=5-10-9 г-ион/л.

Сравнивая эту величину с исходной концентрацией, можно сделать вывод о том, что концентрация ионов Н+, а вместе с ней и степень диссоциации НС10 в результате разбавления 0,8 моля NaCIO уменьшились в ^ = 11 000 раз.

* У 5.10-9 1

4.1.3. Раствор, содержащий 70 % (мае.) H2S04, имеет при температуре 291 К плотность р = 1,61 • 103 кг/м3 и УЭП % = 0,2157 См/м. Найдите эквивалентную X и молярную р электропроводность.

Решение

С - '•61-^°'7-2 - 23,9 кг.,кв/„з, тогда X - i - -

MH2so4 98,89 С 23,0

= 0,936 См-м2/кг-экв, р = = 1,87 м2/кг-экв.

4.1.4. Сопротивление 5%-го раствора K2S04 в кондуктометрической ячейке с электродами площадью 2,54 см2 и расстоянием между ними 0,65 см равно 5,61 Ом, р = 1 г/см2. Чему равны значения х и X?

Решение

УЭП равна х = "777 = 0,0458 См/см. Рассчитаем число г-эквивалентов K2S04 SR

5

в 1 см3 исследуемого раствора п = = 0,604 г-экв. Тогда эквивалентная

УЭ ? 0/,1<3

, 0,0458

электропроводность А. = . .. - =75,8 См-см2/г-экв.

  • 0,604
  • 4.1.5. Сопротивление 10 %-го раствора серной кислоты в ячейке равно 0,342 ± 0,002 Ом. Найдите удельную и эквивалентную электропроводность, если площадь электродов 5,25 ± 0,05 см2, а расстояние между ними — 0,65 ± 0,02 см. Плотность раствора — 1,07 ± 0,02 г/см3. Какое из измерений дает наибольшую ошибку? Рассчитайте погрешность определения электропроводности.

Ответ: х = 0,36 ± 0,02 См/см, Х= 138 ± 8 См-см2/г-экв.

4.1.6. Сопротивление 0,1 н раствора хлорида натрия в ячейке с электродами площадью 1,50 см2 и расстоянием между ними 0,75 см равно 45,8 Ом. Определите удельную и эквивалентную электропроводность хлорида натрия.

Ответ: х = 0,0106 См/см, X = 106 См-см2/г-экв.

4.1.7. Какова концентрация ионов Н+ в 0,1 и растворе HCN, если ее константа диссоциации К = 1-10-1 °?

Ответ: К = 8,410.

4.1.8. Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,01 М растворе составляет 4,15%. Вычислите константу диссоциации.

Ответ-. 1,8-10-5.

4.1.9. При какой концентрации в моль/л уксусной кислоты в растворе степень ее диссоциации составит 0,01? При какой концентрации степень диссоциации будет в два раза больше? К = 1,8-10-5.

Ответ: 0,178 моль/л, 0,044 моль/л.

4.1.10. Константа диссоциации азотистой кислоты составляет 510-4. Вычислите степень ее диссоциации в 0,05 М растворе.

Ответ: а = 0,1.

4.1.11. Определите степень диссоциации водного раствора хлористого калия (КС1) концентрацией С = 0,10 г/см3. Удельное сопротивление такого раствора р = = 7,4-10-2 Ом м при 18°С, а подвижности ионов К+ и С1_ при этой температуре соответственно равны: м+ = 6,7*10-8 м2/(В*с), м_ = 6,7*10-8 м2/(В*с), р = 0,074 гк/моль.

Ответ: а = 0,8.

4.1.12. Выберите диапазон измерений кондуктометра, измеряющего концентрацию растворов (рис. 4.12), и объясните выбор.

Зависимость УЭП от концентрации растворов

Рис. 4.12. Зависимость УЭП от концентрации растворов

Ответ: НС1 - 1-7, NaCl - 1-4, H2S04 - 1-2,2-3 или 3-5.

4.1.13. Концентрация ионов Na+ в растворе NaN03 составляет 0,322 г/л при экспериментально найденной степени диссоциации, равной 70%. Найдите молярную и массовую (г/л) концентрацию NaN03.

Ответ: 0,02 моль/л и 1,7 г/л.

4.1.14. Найдите сопротивление раствора AgN03, заполняющего ячейку длиной 84 см и площадью поперечного сечения 5 мм2. Эквивалентная концентрация раствора 1 моль/л, а степень диссоциации — 81%.

Ответ: 7? = 180 кОм.

4.1.15. Двухэлектродная кондуктометрическая ячейка заполнена раствором с УЭП Хо = 12,1 См/м. Определите постоянную ячейки, если сопротивление этой ячейки равно 13,7 Ом.

Ответ: А = 165,8 м-1.

  • 4.1.16. Определите УЭП раствора, если сопротивление ячейки равно 20 Ом, а ее постоянная — 100 м-1.
  • 4.1.17. Постоянная кондуктометрической ячейки равна А = 11,2 м-1, а ее сопротивление с раствором составляет 5 МОм. Определите концентрацию раствора в ячейке, если известно, что зависимость между концентрацией С и УЭП Хо описывается уравнением Хо = где а = 1,75*10-8 (См/м)/(мг/л).

Ответ: 128 мг/л.

4.1.18. Чему равна электропроводность раствора AgN03 с концентрацией 0,1 кмоль/м3 (1 моль/л) при 291 К, если расстояние между электродами составляет 5* 10—2 м, площадь каждого электрода — 210-8 м2. Эквивалентная электропроводность этого раствора X = 9,43 См м2/кг-экв.

Ответ: 3,72-10-3 См.

4.1.19. Молярная электропроводность р 0,5 М раствора сернокислого калия при 298 К равна 16,27 См-м2/кг-экв. Определите УЭП х и эквивалентную X электропроводность.

Ответ: х, = 8,135 См/м, X = 38 См-см2.

4.1.20. Измерительная ячейка заполнена 0,1 М раствором Ci^SO^ и обладает сопротивлением 23 Ом. Поверхность каждого электрода равна 4 см2, а расстояние между ними — 0,7 см. Определите удельную х и эквивалентную А, электропроводность.

Ответ: х = 0,0076 См/см, Х = 8,135 См-м2.

4.1.21. Удельная и эквивалентная электропроводность водного раствора уксусной кислоты (за вычетом электропроводности чистой воды) при 25°С равна соответственно 5,75-10-5 См/м и 42,215 См-см2-моль_1. Определите концентрацию уксусной кислоты в растворе.

Решение

4.1.22. Удельная и эквивалентная электропроводность водного раствора хлорида бария при 25°С равны соответственно 1,19МО-3 См/м (за вычетом электропроводности чистой воды) и 119,1 См см2 моль-1. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию хлорида бария.

Ответ: 0,01 моль/л, 0,005 моль/л.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Что такое качественный анализ? Приведите его виды.
  • 2. Что такое количественный анализ?
  • 3. Что измеряет анализатор, а что — концентратомер?
  • 4. Приведите классификацию анализаторов жидкости по принципу действия.
  • 5. Приведите классификацию анализаторов жидкости по методам анализа.
  • 6. Что такое скрининг?
  • 7. Почему пробоотбор выделяют в отдельную стадию аналитического процесса?
  • 8. Что такое нробонодготовка? Может ли при пробоподготовке меняться измеряемая величина?
  • 9. Что такое электролит?
  • 10. Какие вещества являются электролитами?
  • 11. Что такое ион?
  • 12. Чем отличается сильный электролит от слабого?
  • 13. Что такое степень диссоциации? В каких пределах она может изменяться?
  • 14. Что такое эквивалентная электропроводность? В каких единицах ее измеряют?
  • 15. Что такое подвижность ионов?
  • 16. Что такое удельная электрическая проводимость?
  • 17. В каких единицах измеряют УЭП?
  • 18. Расскажите о государственном первичном эталоне УЭП.
  • 19. Какова величина УЭП реальных растворов?
  • 20. Как связаны УЭП, степень диссоциации и подвижность ионов?
  • 21. Что такое постоянная ячейки?
  • 22. Чему равна УЭП смеси различных невзаимодействующих компонентов?
  • 23. Как зависит УЭП от концентрации растворов?
  • 24. Как УЭП зависит от температуры?
  • 25. Как классифицируют кондуктометры?
  • 26. Сколько электродов может иметь контактный кондуктометрический датчик?
  • 27. Что такое двойной электрический слой?
  • 28. Какие процессы происходят в датчике при контактной кондуктометрии?
  • 29. Какие существуют схемы замещения контактных датчиков?
  • 30. Каковы особенности контактной кондуктометрии на постоянном токе?
  • 31. Расскажите об особенностях контактной НЧ кондуктометрии.
  • 32. Опишите бесконтактные НЧ кондуктометры.
  • 33. Расскажите о бесконтактной ВЧ кондуктометрии.
 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы