11.1. Самостійна підготовка

Проробити такі питання: кондуктометричний метод аналізу, питома й еквівалентна електропровідність, їх зв’язок, вплив на провідність розчинів концентрації електролітів і температури, рухливість іонів, стала кондуктометричної комірки, солевміст води.

11.2. Сутність кондуктометричного методу аналізу

Кондуктометричний метод аналізу ґрунтується на вимірюванні електропровідності розчинів. Електропровідність розчину зумовлена наявністю в ньому іонів. Здатність розчинів електролітів проводити електричний струм під впливом електричного поля характеризує електропровідність ( ). Значення електричної провідності розчину є зворотним до значення його електричного опору ( , Ом)

(Ом^-1). (11.1)

У системі СІ величина Ом^-1 має назву сименс (См).

Відомо, що електричний опір

 , (11.2)

де  - питомий опір, Омм

- довжина провідника, м

S - площа поперечного перерізу провідника, м².

Величину(ǽ) зворотну питомому опору ( ) називають питомою електропровідністю

ǽ . (11.3)

Беручи до уваги рівняння (11.2), вираз для питомої електропровідності набуває вигляду

ǽ . (11.4)

Її вимірюють в (або ) і вона дорівнює електричній провідності об’єму розчину, що знаходиться між паралельними електродами, які розташовані на відстані 1 м один від одного та мають площу поверхні 1 . Більш зручною одиницею об’єму для практичного використання в лабораторних умовах є часткова одиниця виміру – кубічний сантиметр ( ). Тоді питома електропровідність буде вимірюватися в (або ) Вона вимірюється в См м^-1 (або Ом^-1 м^-1) і дорівнює провідності 1 м³ розчину, що знаходиться між паралельними електродами на відстані 1 м один від одного та площею поверхні 1 м². Більш зручною одиницею об’єму для практичного використання в лабораторних умовах є часткова одиниця виміру – кубічний сантиметр (см). Рівняння (11.4) є головним для вимірів і розрахунків у прямій кондуктометрії.

Згідно з законом Ома і беручи до уваги рівняння (11.2)

(11.5)

де – сила струму, А - напруга, В.

Тоді, беручи до уваги рівняння (11.4)

ǽ . (11.6)

Якщо = 1 м², = 1м і = 1 В, то очевидно, що фізичний сенс питомої електропровідності ǽ – це електропровідність, яка чисельно дорівнює силі струму , що проходить крізь шар розчину з поперечним перерізом 1м², при дії градієнту потенціалу 1 В на одиницю довжини.

Електропровідність розчинів суттєво залежить від температури. Підвищення температури на 1 К призводить до зростання питомої електропровідності на 2‑2,5%. Це пов’язано зі зменшенням в’язкості розчину, гідратації іонів і зростанням ступеню дисоціації слабкого електроліту.

Залежність питомої електропровідності ǽ розбавлених розчинів від температури визначена емпірично і має вигляд рівняння

ǽ = ǽ , (11.7)

де ǽ - питома електропровідність при 298 К і - температурні коефіцієнти електропровідності.

Коефіцієнти і залежать від природи електроліту: для сильних кислот  = 0,0164 для сильних лугів 0,019 для солей 0,022