Измерение какого свойства лежит в основе кондуктометрического анализа
В последние годы в производственную практику начала внедряться высокочастотная кондуктометрия. Она позволяет исследовать объект без контакта его с измерительными электродами прибора. Это значительно расширяет возможности кондуктометрического анализа. [c.267]
При малом содержании ионов в растворе (малая концентрация раствора) его электрическая проводимость пропорциональна концентрации. В таком случае можно откалибровать шкалу измерительного прибора в единицах концентрации и прямо определять солесодержание раствора. Такой метод анализа называют прямым кондуктометрическим анализом, а приборы, используемые для этих целей, —солемерами. [c.266]
КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (АНАЛИЗ [c.219]
Кондуктометрический анализ основан на измерении электрической проводимости раствора. Электрической проводимостью называют способность вещества проводить электрический ток под действием внешнего электрического поля. [c.219]
Методы анализа, основанные на измерении элект- ропроводности, широко применяются для технохими- ческого контроля в пищевых производствах, в том числе в сахарном производстве. Растворы сахарозы не проводят электрический ток и их электропроводность зависит от содержания в растворе других веществ, в частности, солей. На кондуктометрическом анализе солей основано определение золы в диффузионных соках, уваренных сиропах, сахарном песке и патоке. [c.128]
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ [c.174]
Кондуктометрия. Этот термин объединяет методы определения физико-химических величин и методы анализа, основанные на измерении электропроводности (ЭП) электролитов, т. е. ионных проводников, находящихся в виде истинных водных и неводных растворов, коллоидных растворов или расплавов. Таким образом, в отличие от предыдущих методов кондуктометрический анализ основан только на изменении концентрации ионов в межэлектрод- [c.5]
| Рис. 13. Прибор для кондуктометрического анализа порошков. |  |
Больше распространен косвенный метод кондуктометрического анализа — кондуктометрическое титрование. В основе его лежит изменение электропроводности раствора в процессе протекания химической реакции между анализируемым раствором и титрантом. При этом происходит замена ионов, обладающих определенной подвижностью /, на ионы с другой подвижностью, что и обусловливает изменение электропроводности. [c.13]
На измерении электропроводности раствора основан метод установления эквивалентной точки — кондуктометрический анализ. Аппаратура для кондуктометрического титрования несколь- [c.58]
Высокочастотному и кондуктометрическому анализу посвящены монографии [100, 156]. [c.141]
Известно несколько видов кондуктометрического анализа прямая кондуктометрия, кондуктометрическое титрование, высокочастотное титрование и др. [c.219]
Для кондуктометрического анализа изготовляют два платиновых электрода, каждый площадью 1 и впаивают их в стеклянную трубку так, чтобы они были расположены параллельно на расстоянии 1 см (рис. 79). [c.491]
Измерение какого свойства лежит в основе кондуктометрического анализа В каких единицах это свойство выражают и с помощью каких устройств измеряют [c.219]
Кондуктометрический анализ. Высокочастотное титрование [c.233]
Устройства для высокочастотного кондуктометрического анализа проводящих жидких сред широко применяются в практике производственного аналитического контроля, особенно устройства бесконтактного типа, в которых отсутствует гальванический контакт с анализируемой средой [27, 28], [c.319]
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА [c.161]
Для анализа проб из камер можно применять кондуктометрию, дифференциальную рефрактометрию или интерферометрию. Интересный метод кондуктометрического анализа описан в [88]. [c.172]
Кондуктометрическое титрование. Значительно большее применение имеет косвенный метод кондуктометрического анализа—кондуктометрическое титрование. [c.350]
В настоящее время терминология методов страдает известной нечеткостью. Так, фотометрией называют непосредственное определение концентрации окрашенного вещества. Если же идет речь о методе, в котором определяемый компонент с помощью химических реакций переводят предварительно в окрашенное соединение, говорят о фотометрическом анализе. В этом случае главное значение для точности и времени анализа имеют химические процессы и факторы. Аналогичное соотношение имеет место между терминами кондуктометрня и кондуктометрический анализ, потенциометрия и потенциометрический анализ и др. [c.18]
Рассмотрим пример прямого кондуктометрического анализа слабых оснований. В качестве реагента применяют раствор сильной кислоты НА известной концентрации Ср его удельная электрическая проводимость 10- Хнач = СрЯнА. После добавления слабого основания ВОН с концентрацией с при условии Со[c.74]
КО отличается от той, даторая применяется при измерении электропроводности. При титровании весьма неудобно пользоваться телефоном, поэтому его в схемах для кондуктометрического анализа обычно заменяют гальванометром с выпрямителем (кенотрон), как это показано на рис. 18. [c.59]
Чтобы яснее представить себе принцип кондуктометрического анализа, рассмотрим изменение электропроводности какого-либо сильного электролита, например AgNOa, при добавлении к нему реагента Na l, дающего с одним из ионов (Ag+) нерастворимое соединение -рш [c.59]
При кондуктометрическом анализе титрованный раствор подбирают таким 01браЗ 0 м, чтобы после до стижения эквивалентной точки и появления в растворе избытка реагента ход изменения электропроводности раствора менялся по возможности наиболее резко. [c.60]
С помощью физико-химических методов изучают физические явления, которые происходят при химических реакциях. Например, в колориметрическом методе измеряют интенсивность окраски в зависимости от концентрации вешертва, в кондуктометрическом анализе измеряют, изменение электрической проводимости растворов и т. д. [c.5]
Примером кондуктометрического анализа, основанного на предварительном определении калибровочных кривых или таблиц, является анализ дымящей азотиой кислоты на отношение NO2 к Н2О [8]. Для этого проводится два кондуктометрических измерения одно с необработанным образцом, а другое с образцом, который был насыщен KNO3. Посредством этого метода можно определить с точностью 0,3% содержание NO2 в пределах от О до 20 вес. %, а воды — от О до 6%. [c.201]
Принцип расчета аналогичен используемому в колориметрическом определении (упражнеивс 8 из гл. 3) и в кондуктометрическом анализе (упражнение 4 из гл. 13). [c.223]
Библиография для Кондуктометрический анализ:
[c.184]
Аналитическая химия (1973) — [
c.328
,
c.449
,
c.490
]
Основы общей химии (1988) — [
c.92
]
Курс аналитичекой химии издание 3 книга 2 (1968) — [
c.303
,
c.307
]
Основы аналитической химии Книга 2 (1961) — [
c.24
,
c.440
]
Курс аналитической химии Издание 5 (1982) — [
c.245
,
c.249
]
Количественный анализ (0) — [
c.18
]
Курс аналитической химии Кн 2 Издание 4 (1975) — [
c.249
,
c.253
]
Кондуктометрический метод анализа – это электрохимический метод анализа, основанный на использовании зависимости между электрической проводимостью растворов электролитов и их концентрацией в растворе.
Связь между электропроводностью растворов электролитов и их концентрацией в виде уравнения предложил немецкий физик Кольрауш в 1885г.
Виды кондуктометрии: Прямая кондуктометрия – метод, позволяющий определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствоа. Кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования.
Высокочастотное титрование – метод анализа с использованием частоты переменного тока порядка миллиона колебаний в секунду. Анализ проводят в кондуктометрической ячейке с накладными (на внешней стороне) электродами, не соприкасающимися с титруемым раствором.
1. Прямая кондуктометрия. Электропроводность растет с увеличением концентрации электролита (в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов).
Концентрацию вещества в анализируемом растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора. Приемы прямой кондуктометрии:1) расчетный метод, 2) метод градуировочного графика. Расчетный метод.Молярная концентрация эквивалентаС электролита в растворе может быть рассчитана, если известны значенияудельной и эквивалентной электро-проводности:
Удельную электропроводностьκ определяют экспериментально на основании измерения электрического сопротивления термостатированной кондуктометрической ячейки.
Эквивалентная электропроводность раствораλ равна сумме подвижностей катиона (λ+) и аниона (λ–):λ = λ+ + λ–. ТогдаС:
Метод градуировочного графика.Готовят серию эталонных растворов с известной концентрацией вещества,измеряют их удельную электропроводность при постоянной температуре,строят градуировочный график, по оси абсцисс откладывают концентрацию эталонных растворовС, по оси ординат – удельную электропроводность κ.
Достоинства прямой кондуктометрии: простота эксперимента; высокая чувствительность (до ~10-4 моль/л); сравнительно малая погрешность определения (0,1-2%).
Недостатки прямой кондуктометрии: электропроводность – величина аддитивная и дает информацию об общей концентрации ионов в растворе; малая селективность метода.
Применение прямой кондуктометрии в анализе: для контроля качества дистиллированной воды и жидких пищевых продуктов (молока, напитков и др.); для определения общего содержания солей в минеральной, морской, речной воде; для определения растворимости малорастворимых электролитов; для исследования кинетики химических реакций и расчета констант равновесия.
Достоинства кондуктометрического титрования:
- титрование можно проводить в мутных, окрашенных, непрозрачных средах;
- высокая чувствительность и малая погрешность определения;
- анализ можно автоматизировать.
Недостатки кондуктометрического титрования:
относится малая селективность.
Применение кондуктометрического титрования: - титрование сильных и слабых кислот, оснований, аминов в широком диапазоне концентраций;
определение многих катионов (Fе3+, Сu2+, Ni2 и др.) и анионов (Cl-, Br-, I-, оксалат, тартрат, салицилат и др.), общей жесткости - Высокочастотное кондуктометрическое титрование.
Ячейка с анализируемым раствором помещается внутри индукционной катушки и называется индуктивной L-ячейкой. В ячейках высокочастотного титрования электроды не соприкасаются с исследуемым раствором. Изменение состава растворапри титровании вызывает изменение индуктивности, что легко фиксируется микроамперметром.Кривые высокочастотного титрования имеют такой же вид, как и кривые обычного кондуктометрического титрования.
Применение высокочастотного титрования. В методе может быть использована практически любая химическая реакция: осаждение, кислотно-основное взаимодействие и т. д.
Высокочастотное титрование можно проводить с использованием неводных растворителей: в ледяной уксусной кислоте, диметилформамиде, смесях диоксан-вода, ацетон-вода и других смешанных растворителях, что позволяет проводить анализ алкалоидов, анти-биотиков и других фармацевтических препаратов.
Образование малорастворимых осадков (BaSO4, AgClи др.) составляет основу определения анионов в природных водах и промышленных стоках методом высокочастотного титрования.
Достоинство кондуктометрии. Высокая чувствительность метода, позволяющая работать с разбавленными растворами. Возможность проводить определение в окрашенных и мутных растворах, а также в присутствии окислителей или восстановителей. Возможность анализа любых агрессивных сред, так как электроды с раствором не соприкасаются. Анализ как водных, так и органических растворов. Использование разнообразных типов реакций. Отсутствие необходимости проводитьпробоподготовку. Простота определения конечной точки титрования по пересечению двух прямых. Возможность проведения автоматического и дистанционного анализа.
Использование кондуктометрии. Определение массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. Метод оперативный, без использования дорогостоящих реактивов (AgNO3).
- Цитометрия фитопланктонас использованием кондуктометрического цитометра позволяет получить информацию о концентрации и размерах клеток, путём регистрации изменения проводимости при прохождении частицы в канале цитометра.
- Разработана методика кондуктометрического определения малых количеств углерода (10-2-10-3%) в сталях и металлах. Методика включает сожжение образца в токе кислорода, поглощение СО2 раствором Ва(ОН)2 и измерение его электрической проводимости.
2.2.
Кондуктометрический метод анализа
2.2.1. Основные
законы и формулы
Кондуктометрический
метод анализа основан на измерении электропроводности
анализируемого
раствора. Электропроводностью называют величину, обратную
электрическому
сопротивлению R.
Единицей измерения электропроводности является Ом-1
или сименс (См). Растворы
электролитов, являясь проводниками II рода, подчиняются закону
Ома. По аналогии с сопротивлением проводников I рода, сопротивление раствора
прямо
пропорционально расстоянию между электродами l и
обратно
пропорционально площади их поверхности S
R
= r (l / S),
где
r
— удельное сопротивление
(Ом .
см). При l
= 1
см и S
= 1 см2 имеем R=r,
следовательно, удельное
сопротивление равно сопротивлению 1 см3 раствора, находящегося между двумя параллельными пластинами площадью 1 см2, отстоящими друг от друга на 1 см.
Величину,
обратную удельному сопротивлению, называют удельной электропроводностью
c=1/r.
Удельная электропроводность (См . см-1)
численно равна
току (в амперах) , проходящему через слой раствора с поперечным сечением,
равным
единице, под действием градиента потенциала 1
В на
единицу длины.
Электропроводность
разбавленных растворов электролитов зависит от числа ионов в растворе
(т.е. от
концентрации), числа элементарных зарядов, переносимых каждым ионом (т.
е. от
заряда иона), и от скорости движения одинаково заряженных ионов к
катоду или
аноду под действием электрического поля. С учетом всех этих факторов
электропроводящие свойства ионов характеризуют эквивалентной ионной
электрической проводимостью (подвижностью).
Эквивалентной электрической
проводимостью называют проводимость
раствора, содержащего 1 моль эквивалента вещества и находящегося между
двумя параллельными
электродами, расстояние между которыми 1 см.
Ее единицей измерения является См .
см2. моль-1.
Удельная
и эквивалентная
проводимость связаны
соотношением:
l =
1000 c
/ с,
где
с – молярная концентрация
эквивалента, моль-экв/л.
Методы прямой кондуктометрии
основываются на том, что в области разбавленных и умеренно
концентрированных
растворов электрическая проводимость растет с увеличением концентрации
электролита.
В
практической работе обычно используют заранее построенную градуировочную
кривую зависимости электрической проводимости раствора от концентрации
тех или
иных электролитов. В связи с относительно близкими значениями
подвижностей
ионов кондуктометрические измерения дают информацию главным образом
лишь об
общей концентрации ионов
в растворе. Малая
селективность кондуктометрического метода существенно ограничивает его
применение.
Измерения
электрической проводимости растворов широко применяют в титриметрическом
анализе для определения точки эквивалентности (кондуктометрическое
титрование). В методах кондуктометрического
титрования измеряют электрическую проводимость раствора после
добавления
небольших определенных порций титранта
и находят
точку эквивалентности графическим методом с помощью кривой в координатах c
– Vтитранта(удельная
электропроводность – объем раствора титранта).
Практически в этом методе могут быть использованы такие химические
реакции, в
ходе которых происходит резкое изменение (обычно возрастание)
электрической
проводимости после точки эквивалентности (реакции кислотно-основного
взаимодействия, осаждения и т. д.).
Токи,
имеющие частоту порядка мегагерц и десятков мегагерц, называют токами
высокой
частоты. При таких частотах в растворе начинают играть роль эффекты молекулярной, или деформационной,
и ориентационной поляризации. Поляризация обоих
типов вызывает кратковременный электрический ток (ток смещения). Кроме
того,
поляризация молекул приводит к существенному изменению диэлектрической
и
магнитной проницаемостей раствора, что открывает новую возможность
исследования
свойств системы при титровании.
При
построении кривой высокочастотного титрования показания прибора
откладывают по
оси ординат как функцию объема добавленного титранта.
Промышленностью выпускаются стандартные
высокочастотные титраторы.
В
ячейках высокочастотного титрования электроды не соприкасаются с
исследуемым
раствором, что является одним из существенных достоинств метода.
К
следующему разделу
К
оглавлению
©
А.А. Виxaрев, С.А. Зуйкoвa, Н.А. Чeмepис, Н.Г. Дoминa