Лекция № 6 Особенности измерения электропроводности в ультраразбавленных растворах

Такие растворы и такая задача имеет место при измерении электропроводности химически обессоленной воды на ХВО ТЭС и при химконтроле за водным режимом на ТЭС.

Особенности измерения в ультраразбавленных растворах:

1. Непостоянство «постоянной» ячейки «К».

Дело в том, что с уменьшением концентрации электролита уменьшаются рабочие поверхности электродов датчика, т.к. происходит рассеяние силовых линий на краях пластин-электродов, что ведет к увеличению К. Наоборот, с увеличением концентрации раствора от бесконечно разбавленных, напряженность электрического поля между электродами возрастает, К уменьшается до некоторого постоянного значения и при дальнейшем увеличении концентрации краевое рассеяние перестает заметно сказываться, остается К=const.

Для устранения эффекта рассеяния электрического поля и изменения «К» датчика электроды выполняют либо в виде коаксиальных цилиндров, либо в виде оснований цилиндра, а края обязательно изолируют.

2. Учет электропроводности воды

При определении постоянной датчика и вообще при измерениях в ультраразбавленных растворах, следует помнить, что истинная величина удельной электропроводности раствора элемента равна разности между измеряемой удельной электропроводностью и уд. электропроводностью воды:

.

(_Н2О=Н⁺(а_Н++_ОН-)10^-3. При t=25^оС и рН=7_Н2О0,5510^-7Ом^-1см^-1).

Т.к. здесь _водысоизмерима с_измпостоянная датчика К определяется в этом случае так:

;

,

где G – общая электропроводность, Ом^-1(сименс).

Кондуктометрический анализ

Использования метода измерения электропроводности растворов электролитов для кондуктометрического анализа не требует определения постоянной датчика и заключается в следующем. В процессе аналитической реакции (например нейтрализации) определяется общая электропроводность раствора электролита G. Точка эквивалентности при титровании соответствует изменению угла наклона прямой (излому), построенной в координатах G (Ом)– V^доб(мл). Например, при титровании сильной кислоты щелочью идут реакции HClH⁺+Cl^-

NaOHNa⁺+OH^-,

H⁺+OH^-H₂O.

При приближении объема добавленного NaOH к 100 % от эквивалентного, электропроводность анализируемого раствора резко уменьшается, т.к. резко уменьшается концентрация подвижных ионов H⁺. При добавлении NaOH сверх 100 %, т.е. точкой эквивалентности электропроводность раствора возрастает, но менее интенсивно, т.к. появляющиеся в избытке ионы ОН^-обладают меньшей подвижностью, чем Н⁺.

График кондуктометрического титрования НСl раствором NaOH выглядит следующим образом:

Точка излома прямой на графике отвечает точке эквивалентности.

Таким образом, измеряя электропроводность раствора определяют точку эквивалентности (точку конца титрования) в тот момент, когда G перестает падать и начинает расти.

Кондуктометрический метод анализа находит широкое применение при титровании разбавленных растворов, обычное титрование которых, в силу малой величины скачка титрования, приводит к существенным ошибкам. Кроме того, кондуктометрический метод используется при титровании окрашенных или мутных растворов.