1.1.3. Приборы и оборудование для измерения электропроводности

Кондуктометр переменного тока. Основным прибором, используемым в нашем практикуме для измерения УЭП, является кондуктометр «Анион 4120», выпускаемый новосибирской фирмой «Инфраспак Аналит». При измерениях используется переменный ток частотой от 1–10 кгц. Прибор состоит из основного блока с жидкокристаллическим дисплеем и выносного датчика, который опускают в исследуемый раствор (рис. 1.3). Для проверки кондуктометра можно измерить удельную электропроводность стандартных растворов KCl (0,1 N и 0,01 N) при 25 ^oС, сравнить показания прибора со справочными данными и при необходимости ввести поправочный коэффициент.

В кондуктометре реализован метод расчёта электропроводности, основанный на измерении тока, протекающего через раствор и разности потенциалов между электродами. Используется четырёхэлектродная ячейка Кольрауша. Постоянная ячейки (датчика) заранее измерена и занесена в память микропроцессора. Предусмотрен автоматический выбор диапазона измерения, индикация значения удельной электропроводности или концентрации раствора, а также температуры раствора.

Рис. 1.3. Внешний вид кондуктометра «Анион 4120»

Прибор имеет «блокнот» для записи результатов измерений (до 99 или до 199), запись результатов измерений может производиться автоматически через заданное время. После окончания опыта содержимое блокнота может по кабелю передаваться в компьютер и в дальнейшем обрабатываться стандартными средствами «Windows». Для передачи данных служит программа связи «Dcom.exe», её иконка находится на рабочем столе компьютера.

Порядок работы. После включения прибора нужно погрузить датчик в исследуемый раствор, дождаться стабилизации температуры и установления показаний, прочесть их или записать в «блокнот». Внутренняя полость датчика, где закреплены электроды, должна быть полностью заполнена раствором и свободна от пузырей. Результат измерения индицируется на жидкокристаллическом экране, выводится одна из двух величин: удельная электропроводность раствора или его «минерализация», т. е. концентрация электролита. При выполнении измерений компьютер, связанный с

Рис. 1.4. Датчик. В полости датчика видны четыре электрода.

прибором, может быть включен, но не следует открывать программу связи «Dcom.exe», т. к. её запуск создаёт помехи работе кондуктометра. Кондуктометр Анион 4120 рассчитан на применение только с тем датчиком, который был поставлен в комплекте данного прибора. При замене датчика необходима калибровка прибора в заводских условиях. Датчик имеет пластиковый корпус цилиндрической формы, в котором имеется полость, внутри которой размещены четыре электрода (рис. 1.4). Датчик помещают в исследуемый раствор, залитый в стеклянный стаканчик, или ввинчивают в корпус проточной ячейки. Датчик должен быть полностью погружён в раствор.

Принцип измерения удельной электропроводности раствора. В кондуктометре «Анион» используется четырёхэлектродная ячейка Кольрауша, устройство которой схематически показано на рис.1.5. При работе прибора измеряются две величины: ток протекающий между «токовыми» электродами 1 и 2, к которым приложено переменное напряжение, и разность потенциалов между «измерительными» электродами 3 и 4. Отношение этих величин однозначно связано с удельной электропроводностью раствора. Соответствующий коэффициент пересчёта определяется производителем прибора путём калибровки по стандартному раствору с известной элек-тропроводностью и вводится в память кондуктометра. Преимущество четырёхэлектродной ячейки по сравнению с двухэлектродной состоит в том, что легко избежать поляризации измерительных

Рис. 1.5. Схема четырёхэлектродной ячейки Кольрауша. Ток, текущий между электродами 1 и 2, распространяется по всему объёму полости датчика и создаёт разность потенциалов между электродами 3 и 4.

электродов, используя вольтметр с большим входным сопротивлением или компенсационную схему.