1 Теоретическая часть

Контроль за концентрацией хлора и его производных имеет важное значение для управления процессом обеззараживания питьевых и сточных вод.

Хлор является одним из биогенных элементов и неотъемлемых компонентов тканей растений и животных, несмотря на то, что содержание его в живых организмах предельно мало. Потребность человека в хлоре покрывается за счет продуктов питания, в основном в виде хлорида натрия и хлорида калия. В организме хлор является осмотически активным веществом плазмы лимфы, крови, спинномозговой жидкости, а также принимает непосредственное участие в водно-солевом обмене и способствует удержанию воды в тканях. Однако избыток хлора весьма опасен для здоровья. Максимальная концентрация хлора в воздухе производств, помещений не должна превышать 1 мг/м3. Производство любых хлоросодержащих соединений относится к производствам с вредными условиями труда.

В растительном мире значение хлора не менее велико – хлор позитивно воздействует на поглощения корнями кислорода и необходим для его образования в процессе фотосинтеза. В малых дозах хлор способствует развитию растений. Разработаны специальные механизмы и приборы для измерения контроля концентрации хлора в растворах, в частности, и воде.

Концентрация – величина, характеризующая количественный состав раствора.

Таблица 1 – Зависимость плотности растворов H₂SO₄ от её массовой доли в водном растворе при 20° C

ω, %	5	10	15	20	30	40	50	60	70	80	90	95
ρ H2SO4, г/мл	1,032	1,066	1,102	1,139	1,219	1,303	1,395	1,498	1,611	1,727	1,814	1,834

Объёмная доля – отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

Объёмная доля ν , определяется по формуле:

где V1 – объём растворённого вещества, л;

V – общий объём раствора, л.

Кондуктометр – прибор для измерения электропроводности электролитов (водных и неводных растворов, коллоидных систем, расплавов, твёрдых веществ). Кондуктометрический анализ основан на изменении концентрации вещества или химического состава среды в межэлектродном пространстве

Кондуктометры являются необходимым оборудованием для предприятий государственного экологического контроля, которые осуществляют наблюдение за состоянием вод и окружающей среды.

Помимо этого, кондуктометры различных модификаций используются в промышленности.

Кондуктометры используются в промышленности для измерения концентрации:

– хлора в воде;

– нефтепродуктов, жиров и НПАВ (неионогенные поверхностно–активные вещества) в воде;

– нефтепродуктов, жиров и НПАВ в природных объектах;

– нефти в кернах и шламе;

– мышьяка;

– азота и углерода.

Различают контактную и бесконтактную кондуктометрия в зависимости от наличия или отсутствия контакта между электролитом и входными цепями измерительного прибора. Наиболее распространены контактный низкочастотный и бесконтактный высокочастотный методы.

Контактные методы.

Измерения проводят с помощью контактных ячеек. При этом используют электроды из Pt, Ti, нержавеющей стали и др. Для измерения растворов с высокой концентрацией электролита (10^–2-10^–3 М) применяют платинированные электроды с развитой поверхностью.

В прямой кондуктометри непосредственно определяют концентрацию электролита по электропроводности его раствора (если между этими величинами имеется линейная зависимость). Метод применяется главным образом для анализа разбавленных растворов. В случае концентрирированных растворов необходимо строить градуировочные графики. Определение веществ в присутствии других электролитов возможно, если концентрации последних постоянны. На методе прямой кондуктометрия основаны конструкции солемеров и др. кондуктометрических устройств, позволяющих определять олеум, а также различных соли в минеральной, речной и морской водах, физиологических жидкостях и др.

Контактные методы отличаются высокой точностью. Они применяются не только для химанализа, но и для изучения кинетики реакций, определения констант диссоциации (ассоциации) электролитов, растворимости осадков, коэффициентов диффузии и т.д.