Розділ 10 контроль фізичних властивостей та складу речовин

10.1 Аналазатори складу рідин

ЗВ, які призначені для визначення складу рідин, називаються аналізаторами і використовуються для визначення концентрації речовини в аналізуємій рідині.

У відповідності із системою СИ концентрація речовини – це відношення або маси, або кількості речовини в рідині до об’єму цієї рідини..

Відрізняють масову концентрацію (кг/м³,г/см³) і молярну концентрацію (моль/см³, моль/м³), відповідно до молекулярної гіпотези будови речовини.

Молекулярну гіпотезу будови речовини запропонував у 1811 році Авогадро і вивів закон, який стверджує, що в однакових об’ємах газу при одній температурі й однаковому тиску знаходиться одинакова кількість молекул.

Моль - одиниця кількості речовини в системі СІ. В одному молі міститься стільки молекул (атомів, іонів, або інших структурних елементів речовини), скільки атомів вміщується в 12 грамах вуглецю з атомною вагою 12 (зображується ¹²С) і дорівнює атомів (число Авогадро).

За допомогою аналізаторів складу рідин вимірюють кислотність та лужність середовищ, склад і концентрацію кислот, лугів і водних розчинів, добавок іонів металів в тісті і т.п. Аналізатори складу рідин широко використовуються для визначення якості сировини і напівфабрикатів, а також кінцевого продукту. Загальні методи контролю якості продукції називають методами кваліметрії.

Більшість методів, які використовуються в аналізаторів складу рідин, є

інтегральні, тобто їх результати вимірювань залежність і від кількості

(концентрації) інших компонентів, присутніх в суміші.

По принципу дії аналізатори діляться електрохімічні, оптичні, діелькометричні, титрометричні, радіоізотопні, акустичні та теплові.

1). Електрохімічні аналізатори базуються на використанні електрохімічних явищ, які відбуваються в спеціальних електродних системах, занурених в досліджуєму рідину. Вихідний сигнал в них – електричний струм або напруга. До них відносяться ЗВ, які побудовані на кондуктометричному та потенціометричному методах.

2). Оптичні аналізатори відносяться до класу спектральних аналізаторів, в яких значення вихідного сигналу вимірювальної інформації залежить від взає-

модії випромінюваного потоку світла з контрольованою рідиною.

3). Діелькометричні аналізатори ґрунтуються на зміні діелектричної проникності, аналізуємої рідини в залежності від її властивостей, складу,

наявності домішок і т.п. Відомо, що діелектрична проникність багатьох речовин суттєво різна, наприклад, відносна діелектрична проникність води = 81, а клейковини зерна – 2,6. Ці аналізатори використовуються для аналізу бінарних розчинів і реалізовують ємнісний метод вимірювання.

4). Титрометричні аналізатори, характеризуються високою вибірковістю і точністю в порівнянні іншими, але методика титрування дуже складна. Суть метода в тому, що концентрація аналізуємого компоненту в суміші визначається шляхом впливу на нього спеціально підібраною іншою речовиною (титрантом), яка вибірково реагує на аналізуєму компоненту і її додають в суміш до тих пір, поки її кількість не стане еквівалентною загальній кількості аналізуємого компонента. По кількості використаного титранту судять про концентрацію аналізуємого компоненту.

5). Акустичні аналізатори ґрунтуються на вимірюванні або зміні швидкості ультразвукових коливань або величини його поглинання в залежності від складу аналізуємих середовищ.

6). Теплові аналізатори будуються на використовуванні змін молекулярно-теплових властивостей аналізуємих рідин при їх нагріванні чи охолодженні. Наприклад, термокондуктометричні аналізатори ґрунтуються на визначені теплопровідності.