Немецкий физик Кольрауш в 1885 г предложил уравнения устанавливающие связь между электропроводностью растворов электролитов и их концентрацией.
Виды кондуктометрии:
Прямая кондуктометрия – метод, позволяющий определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора. Кондуктометрическое титрование – анализирующий метод, основанный на содержания вещества определений по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования.
Высокочастотное титрование – методический анализ с применением частоты переменного тока порядка миллиона колебаний в секунду. Анализ проводят в кондуктометрической ячейке с накладными (на внешней стороне) электродами, не соприкасающимися с титруемым раствором.
1. Прямая кондуктометрия. Растет удельная электропроводность с увеличением концентрации электролита (в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов).Концентрацию вещества В в растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора.
Приемы прямой кондуктометрии:
1) расчетный метод,
2) метод градуировочного графика.
Расчетный метод.
Удельную электропроводность κ определяют экспериментально на основании изменения термостатированного электрического сопротивления кондуктометрической ячейки.
Достоинства прямой кондуктометрии: простота эксперимента; высокая чувствительность (до ~10-4 моль/л); сравнительно малая погрешность определения (0,1-2%).
Недостатки прямой кондуктометрии: электропроводность – величина аддитивная и дает информацию об общей концентрации ионов в растворе; малая селективность метода.
Применение прямой кондуктометрии в анализе: для контроля качества дистиллированной воды и жидких пищевых продуктов (молока, напитков и др.); для определения общего содержания солей в минеральной, морской, речной воде; для определения растворимости малорастворимых электролитов; для исследования кинетики химических реакций и расчета констант равновесия.
Достоинства кондуктометрического титрования:
титрование можно проводить в мутных, окрашенных, непрозрачных средах;
малая погрешность и высокая чувствительность определения;
анализ можно автоматизировать.
Недостатки кондуктометрического титрования:малая селективность.Применение кондуктометрического титрования:
титрование сильных и слабых кислот, оснований, аминов в широком диапазоне концентраций;определение многих катионов (Fе3+, Сu2+, Ni2 и др.) и анионов (Cl-, Br-, I-, оксалат, тартрат, салицилат и др.), общей жесткости .
Высокочастотное кондуктометрическое титрование.
Индуктивная L-ячейка- это ячейка с анализирующим раствором ,которая помещается внутри индукционной катушки . В высокочастотным титрованием электроды не соприкасаются с исследуемым раствором. Изменение состава раствора при титровании вызывает изменение индуктивности проявляется в виде состава раствора при титровании, который легко фиксируется микроамперметром .Кривые высокочастотного титрования имеют такой же вид, как и кривые обычного кондуктометрического титрования.
Применение высокочастотного титрования. В этом методе может быть использована практически любая химическая реакция: осаждение, кислотно-основное взаимодействие и т. д.
Неводные растворители применяются в высокочастотных титрованиях: в ледяной уксусной кислоте, диметилформамиде, смесях диоксан-вода, ацетон-вода и других смешанных растворителях, что позволяет проводить анализ алкалоидов, антибиотиков и других фармацевтических препаратов.
Образование малорастворимых осадков составляет основу определения анионов в природных водах и промышленных стоках методом высокочастотного титрования.
Достоинство кондуктометрии.
Высокая чувствительность метода, позволяющая работать с разбавленными растворами. Возможность проводить определение в окрашенных и мутных растворах, а также в присутствии окислителей или восстановителей. Возможность анализа любых агрессивных сред, так как электроды с раствором не соприкасаются. Анализ как водных, так и органических растворов. Использование разнообразных типов реакций. Отсутствие необходимости проводить пробоподготовку. Простота определения конечной точки титрования по пересечению двух прямых. Возможность проведения автоматического и дистанционного анализа.
Использование кондуктометрии. Определение массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. Метод оперативный, без использования дорогостоящих реактивов (AgNO3).
Цитометрия фитопланктонас использованием кондуктометрического цитометра позволяет получить информацию о концентрации и размерах клеток, путём регистрации изменения проводимости при прохождении частицы в канале цитометра.
Разработана методика кондуктометрического определения малых количеств углерода (10-2-10-3%) в сталях и металлах. Методика включает сожжение образца в токе кислорода, поглощение СО2 раствором Ва(ОН)2 и измерение его электрической проводимости.
Применение кондуктометрического анализирующего метода :
В сыродельной промышленности используется достаточно точный экспресс-метод анализа,который очень важен для организации оперативного контроля его качественных показателей, параметров технологических процессов .
На основе кондуктометрии разработана методика определения массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. При этом в качестве анализируемого объекта использовалась водная вытяжка сычужного сыра. Установлено, что погрешность этого метода не превышает арбитражного; преимущества состоят в том ,что в сокращении времени на выполнение единичного анализа и в отсутствии необходимости использования дорогостоящих реактивов и, в первую очередь, азотнокислого серебра. Для посолки сычужных сыров используется изученная данная методика, так же для оперативного контроля концентрации хлористого натрия в рассоле. Зависимость удельной электропроводности разбавленного в два раза рассола от концентрации хлористого натрия.Этот метод позволяет определять именно концентрацию хлористого натрия в рассоле, а не общего содержания сухих веществ. В целях оперативного контроля уровня деминерализации молочной сыворотки в процессе электродиализа при производстве сухой деминерализованной сыворотки изучена зависимость удельной электропроводности сгущенной подсырной сыворотки от содержания минеральных веществ (зольности).Данная методика включена в технологическую инструкцию по производству деминерализованной сыворотки как оперативный метод контроля основного параметра технологического процесса – зольности сыворотки.
При освоении портативного кондуктометра для практического применения время, затрачиваемое на измерение показателя удельной электропроводности исследуемого образца, не превышает двух минут. Для сравнения: продолжительность определения показателя зольности методом сжигания – около 3 часов. В молочной сыворотке массовой доли лактозы с целью оперативного контроля концентратах и молочном сахаре разработан поляриметрический метод, основанный на физическом свойстве (оптической активности углеводов, в том числе и лактозы), проявляющемся в способности вращать плоскость поляризованного света.
Зависимость между активной и титруемой кислотностью молочной сыворотки уставлена экспериментально ,при достаточной высокой степени концентрации. Это позволяет получить информацию об уровне как титруемой, так и активной кислотности, измерив только один показатель.
Список используемых источников :
Физколлоидная химия (электронный учебно-методический комплекс)
Боровская Л.В.Международный журнал экспериментального образования. 2009. № 4. С. 9-10.
Боровская Л.В., Доценко С.П. Электрокоагуляционная очистка воды
от коллоидных ПАВ. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С. 76-78.
|
|
|