10. Інструментальні методи. На чому базується кондуктометрія? Дати коротку характеристику. Електричної провідності розчинів.
В інструментальних методах аналізу як інструменти застосовують різного типу прилади, призначені для проведення основних процедур аналізу, вимірювання фізичних і фізико-хімічних властивостей речовин, а також для реєстрації результатів вимірювання. Всі інструментальні (фізичні і фізико-хімічні) методи засновані на вимірюванні відповідних фізичних величин, які характеризують визначувану речовину в об’єкті, що аналізується, (в аналізованому об’єкті).
Вимірювана в ході аналізу фізична величина, що функціонально зв'язана з умістом визначуваної речовини Х в аналізованому об'єкті, називається аналітичним сигналом.
Кондуктометрія базується на вимірюванні електричного опору (R) та електричної провідності, L.
Під дією зовнішнього електричного поля рух іонів набуває направленого характеру. Струм, який виникає, називають іонним. Розчини електролітів є провідниками другого роду. На практиці вимірюють електричний опір (R) розчину, а потім розраховують його електричну провідність (L):
де L ― електропровідність, Ом–1 або См; R ― електричний опір, Ом.
Електропровідність розчинів електролітів залежить від концентрації іонів, їх властивостей, природи розчинника та величини напруги прикладеного електричного поля. Всі перераховані параметри, крім концентрації, обумовлюють рухливість іонів. Електропровідність електроліту є адитивною величиною, тобто визначається властивостями всіх іонів, які присутні в розчині. Як електропровідність будь-якого типу, іонна електропровідність залежить також від розмірів і форми провідника.
В аналітичній хімії зручніше користуватися величиною питомої електропровідності, яку найчастіше позначають грецькою літерою κ (капа), яка не залежить від геометричних розмірів провідника. Питома електропровідність – це електропровідність розчину який знаходиться між електродами площею1м2, відстань між електродами 1м. Між питомою електропровідністю κ і електричною провідністю L є така математична залежність:
де κ (капа) ― питома електропровідність; L ― електрична провідність розчину; l ― відстань між електродами у комірці для вимірювання електропровідності; S ― площа електродів у комірці. У міжнародній системі одиниць СІ одиницею вимірювання питомої електропровідності є См∙м-1 або Ом–1∙м –1. У розбавлених розчинах сильних електролітів питома електропровідність залежить лише від числа носіїв заряду в одиниці об`єму розчину, тобто від концентрації та рухливості іонів.
Для дослідження природи електролітів у розчинах також використовують молярну електропровідність та еквівалентну електропровідність (вони розглядаються в курсі фізичної хімії).
Залежність між питомою електропровідністю розчинів електролітів і концентрацією та природою іонів використовується в кондуктометричних методах аналізу.
Якщо за величиною електропровідності визначають концентрацію іонів у досліджуваному розчині, такий метод одержав назву «пряма кондуктометрія». Якщо за величиною електропровідності визначають к.т.т. (кінцеву точку титрування), то цей метод одержав назву «кондуктометричне титрування»