Тема 9. Вимірювання механічних величин,
ТЕМПЕРАТУРИ, ВОЛОГОСТІ, ТИСКУ, РІВНЯ, ВИТРАТИ
РЕЧОВИНИ, СКЛАДУ РІДИН І ГАЗІВ (частина 5)
9.6 Методи та засоби вимірювання складу рідин і газів
9.6.1 Класифікація аналізаторів складу рідин
Засоби вимірювальної техніки, які призначені для визначення складу рідин, мають назву аналізатори і використовуються для визначення концентрації речовини в рідині, що аналізується. У відповідності із системою СІ концентрація речовини – це відношення або маси, або кількості речовини в рідині до об’єму цієї рідини. Розглядається масова концентрація (кг/м3, г/см3) і молярна концентрація (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 однакова 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 і дорівнює
атомів (число Авогадро). За допомогою
аналізаторів складу рідин вимірюють
кислотність та лужність середовищ,
склад і концентрацію кислот, лугів і
водних розчинів. 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 аналізаторах складу рідин, є інтегральні,
тобто їх результати вимірювань залежать
й від кількості (концентрації) інших
компонентів, які присутні в суміші.
За принципом дії аналізатори поділяться на електрохімічні, оптичні, діелькометричні, титрометричні, радіоізотопні, акустичні та теплові. В табл. 9.11 наведена загальна характеристика кожного з аналізаторів.
Таблиця 9.11
Характеристика аналізаторів
Аналізатор |
Характеристика, особливості |
Електрохімічні аналізатори |
Базуються на використанні електрохімічних явищ, які відбуваються в спеціальних електродних системах, занурених в рідину, що досліджується. Вихідний сигнал таких приладів – електричний струм або напруга. Основою є кондуктометричний та потенціометричний методи. |
Оптичні аналізатори |
Такі прилади належать до класу спектральних аналізаторів, в яких значення вихідного сигналу вимірювальної інформації залежить від взаємодії випромінюваного потоку світла з рідиною, що склад якої контролюється. |
Діелькометричні аналізатори |
Такі прилади ґрунтуються на зміні діелектричної проникності рідини, що аналізується, в залежності від її властивостей, складу, наявності домішок. Так як діелектрична проникність багатьох речовин суттєво різна, тому то такі аналізатори використовуються |
Продовження табл. 9.11
Аналізатор |
Характеристика, особливості |
|
для аналізу бінарних розчинів і реалізовують ємнісний метод вимірювання. |
Титрометричні аналізатори |
Такі аналізатори характеризуються високою вибірковістю і точністю в порівнянні з іншими, але методика титрування дуже складна. Суть метода - концентрація компоненту в суміші визначається шляхом впливу на нього спеціально підібраною іншою речовиною (титрантом), яка вибірково реагує на компонент і її додають в суміш до тих пір, поки її кількість не стане еквівалентною загальній кількості компонента. За кількістю титранту судять про концентрацію компоненту в суміші. |
Акустичні аналізатори |
Принцип дії таких приладів ґрунтується на вимірюванні або зміні швидкості ультразвукових коливань або величини його поглинання в залежності від складу середовищ. |
Теплові аналізатори |
Такі прилади будуються на використанні змін молекулярно-теплових властивостей рідин при їх нагріванні чи охолодженні. Наприклад, термокондуктометричні аналізатори ґрунтуються на визначені теплопровідності. |