Теоретические основы кондуктометрического метода анализа
Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического анализа:
· прямая кондуктометрия – метод, позволяющий непосредственно определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора с известным качественным составом;
· кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности анализируемого раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования;
· хронокондуктометрическое титрование – основано на определении содержания вещества по затраченному на титрование времени, автоматически фиксируемого на диаграммной ленте регистратора кривой титрования.
Кондуктометрия
Кондуктометрия относится к наиболее распространенным методам исследования растворов и жидких систем вообще.
· проводящими принято условно с χ ~10-7 Ом-1·см-1 и выше;
· умеренно проводящими с χ: 10-7 – 10-11 Ом-1 ·м-1;
· непроводящими – χ ниже 10-11 Ом-1 ·м-1.
Данная классификация условна.
В ФХА принято пользоваться диаграммами «удельная электропроводность χ – состав». Поскольку электропроводность относится к заведомо не аддитивным свойствам, способ выражения концентрации при этом может быть произвольным, однако для наглядности чаще всего выбирают мольные доли. Диаграммы «молекулярная электропроводность λ – состав» используется реже.
Электрическое сопротивление
Основной константой, характеризующей электрические свойства вещества, является удельное электрическое сопротивление, зависящее от природы вещества и от температуры.
Согласно закону Ома удельное электрическое сопротивление (ρ) [Ом·м]:
,
где R – электрическое сопротивление, ом; S – площадь поперечного сечения, м2; l – длина, м.
Температурная зависимость электрического сопротивления металлов подчиняется закону:
ρt = ρ0 (1+αt),
где α – температурный коэффициент.
Электрическая проводимость обусловлена движением заряженных частиц и зависит от количества носителей заряда и их подвижности.
Для разбавленных твердых растворов, их удельное электрическое сопротивление по правилу Маттиссена представлено из двух слагаемых:
ρ = ρ(t) + ρ(x),
где ρ(t) – электрическое сопротивление чистого металла, зависящее от температуры метала; ρ(x) – остаточное электрическое сопротивление, не зависящее от температуры и определяется типом примеси и ее концентрацией.
Эта формула применима при содержании примеси до 1 ат.% Согласно правилу Линде, добавочное электрическое сопротивление, вызываемое содержанием примеси 1 ат.%, пропорционально квадрату разности валентностей чистого металла и примеси (∆z):
∆ρ(x) = a + b(∆z)2,
где a, b – величины, определяющие свойства металла – растворителя.
Правило Маттиссена достаточно хорошо выполняется для большинства разбавленных металлических расплавов, правилу Линде многие расплавы не подчиняются.
Механизм электрической проводимости в металлических расплавах и твердых металлах принципиально не различается.
Переход металла из твердого в жидкое состояние сопровождается некоторым изменением электрических свойств: при плавлении удельное электросопротивление большинства металлов увеличивается в 1,5÷2 раза. Для некоторых металлов (Bi, Sb, As) характерно аномальное поведение: при плавлении их удельное электросопротивление уменьшается.
Публикации по єкологии
Кондуктометрический метод анализа и его использование в анализе объектов окружающей природной среды
К началу XXI века стало ясно, что электрохимический анализ, как и сама
аналитическая химия, вышел за пределы своего классического содержания. Если
раньше методология электрохимического анализа по большей части развивалась на
основе изучения объектов неорганической природы, то се ...
Континентальные водоёмы
К континентальным водоемам относятся
естественные и искусственные углубления суши, заполненные водой. Естественными
водоемами считаются реки, озера и болота. Искусственными водоемами каналы, водохранилища
и пруды. Большая часть континентальных водоемов пресноводна. Пресные водое ...