4. Высокочастотное титрование

Токи, имеющие частоту порядка мегагерц и десятков мегагерц, называют токами высокой частоты. При таких частотах в растворе начинают играть роль эффекты молекулярной (деформационной) и ориентационной поляризации.

Под действием электрического поля электроны любой молекулы будут оттягиваться в

сторону положительного электрода, а ядра – в сторону отрицательного. Это явление получило название молекулярной (деформационной) поляризации. Полярные молекулы в электрическом поле обладают также ориентационной поляризацией, стремящейся

ориентировать дипольные молекулы вдоль поля. Поляризация обоих типов вызывает кратковременный электрический ток (ток смещения). Кроме того, поляризация молекул приводит к существенному изменению диэлектрической и магнитной проницаемости раствора. Это открывает возможности следить за изменением в составе раствора, например, при титровании, по изменению проводимости и емкости или по изменению проводимости и индуктивности.

Установки для высокочастотного титрования во многом отличаются от установок

обычной низкочастотной кондуктометрии. Ячейка с анализируемым раствором помещается или между пластинками конденсатора (конденсаторная ячейка) или внутри индукционной катушки (индуктивная ячейка) (рис.9,10).

_{Рис.10. Типы ячеек для высокочастотного титрования:}

а – подключается к генератору в качестве ёмкости; б – в качестве индуктивности

В ячейках высокочастотного титрования электроды не соприкасаются с исследуемым раствором. Это существенное достоинство метода.

Рис.11. Схема установки высокочастотного титрования: U- генератор тока; Я – ячейка; Zн – сопротивление нагрузки; D- детектор; L- дроссель; Г- гальванометр

Пример высокочастотного титрования показан на рис.12.

Рис.12. Высокочастотное титрование хлорида тория комплексоном III

5. Приборы для определения электрической проводимости

Выпускаются специальные приборы – кондуктометры с автоматическим регулированием температуры с помощью температурного компенсатора.

Единицы измерения электропроводности μS/cm и mS/cm. Температура измерения 20 –

25 С. Прибор работает в комплекте с электродом для измерения электропроводности.

Кондуктометрический электрод – это стеклянный электрод, снабженный покрытыми платиной пластинками, реагирующими на малейшее изменение электрической проводимости растворов. Электрод имеет константу К, указанную на корпусе электрода. Эта константа должна быть занесена в память кондуктометра до начала измерений.

Показания прибора фиксируются на электронном табло.

Калибровка прибора производится с помощью стандартных растворов известной

электропроводности.

6. Практическое применение кондуктометрии

Прямое измерение электрической проводимости – наиболее эффективный метод контроля качества дистиллированной воды в лабораториях, технической воды в так называемых тонких химических или фармацевтических производствах, в технологии водоочистки и оценке загрязненности сточных вод, теплотехнике (питание котлов) и т.д.

Кондуктометрические датчики – в автоматизированных схемах контроля производства в некоторых отраслях химической, текстильной и пищевой промышленности, гидроэлектрометаллургии.

Определение малых количеств углерода (10^-2 – 10^-3%) в сталях и металлах. Контроль качества молока, различных напитков и пищевых продуктов. Кондуктометрическое титрование:

1. определение кислот, оснований, фенолятов, ацетатов, аминокислот, смесей

кислот и оснований не только в водной среде, но и в среде органических и водно-органических растворителей (например, смесь HCl + CH₃COOH + NH₄Cl + C₆H₅OH);

2. определение многих анионов и катионов Например, нитратом серебра

титруют хлорид, иодид, цианид, тиоцианат, оксалат, салицилат и некоторые другие ионы. Титрование раствором ЭДТА используют для определения Fe³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺ и др.

3. определение общей жесткости воды.