1.4 Высокочастотное титрование

Высокочастотное титрование, как количественный метод анализа, представляет собой частный случай кондуктометрического титрования, при котором используют токи высокой частоты – от десятков тысяч герц до сотен Мегагерц. При этом отсутствует непосредственный контакт исследуемого раствора с электродами [1].

В процессе титрования регистрируют изменяющуюся высокочастотную электропроводность в зависимости от концентрации или объема титранта. Величина высокочастотной электропроводности находится в сложной от удельной электропроводности раствора и частоты тока. Например, эта зависимость для водного раствора хлорида калия показана на рисунке 4.

æ

1 – 20 МГц; 2 – 10 МГц; 3 – 3 МГц

Рисунок 4 - Зависимость высокочастотной электропроводности Ġ от удельной электропроводности

При высокочастотном титровании исследуемый раствор подвергается действию высокочастотного электромагнитного поля, создаваемого внутри измерительных ячеек, которые представляют собой либо электрический конденсатор, либо катушку индуктивности. Соответственно, измерительные ячейки делят на емкостные и индуктивные.

Отсутствие контакта электродов с титруемым раствором – главное преимущество высокочастотного титрования. Ток высокой частоты проходит как через стенки стеклянного сосуда, так и через раствор. Переменные же ток низкой частоты не может проходить через стекло из – за его большого емкостного сопротивления.

При титровании качественный состав титруемого раствора изменяется, вызывая изменение диэлектрической проницаемости и, соответственно, проводимости ячейки.

Вид экспериментальных кривых высокочастотного титрования различен и зависит от пределов изменения концентраций титруемого раствора и, следовательно, области изменения удельной электропроводности при титровании, значений высокочастотной проводимости, т. е. величины Ġ и частоты тока (рисунок 5).

Ġ Ġ

т.э т.э

Объем титранта, мл Объем титранта, мл

Ġ

т.э

Объем титранта, мл

Рисунок 5 - Кривые высокочастотного кондуктометрического титрования

В количественном высокочастотном титровании используются химические реакции тех же типов, что и в кондуктометрическом титровании.

Высокочастотное титрование имеет некоторые преимущества перед обычным кондуктометрическим: исключаются поляризационные и каталитические влияния на химические реакции в титруемых системах; возможность работать в агрессивных средах; и в присутствии посторонних веществ, плохо проводящих электрический ток; возможность титровать растворы с большим электрическим сопротивлением, например, в таких органических растворителях, как четыреххлористый углерод. Кроме того, работа с металлическими электродами, находящимися вне ячейки, не требует дорогостоящих платиновых электродов.

Проведению анализа мешают большие концентрации посторонних ионов в растворе, так как общая электропроводность становится настолько большой, что относительные изменения ее в процессе титрования становятся незначительными.