- •Удельная электрическая проводимость
- •Удельная электрическая проводимость может быть вычислена теоретически:
- •Молярная электрическая проводимость.
- •Электрическая проводимость биологических объектов и ее использование в медико-биологических исследованиях
- •Измерение электрической проводимости
- •Применение метода электропроводности для аналитических и физико-химических измерений (кондуктометрия).
- •Кондуктометрическое определение степени и константы диссоциации слабого электролита
- •Кондуктометрическое титрование
- •Основные вопросы темы
- •Удельная электрическая проводимость 0,001м kCl в зависимости от температуры
- •Подвижность ионов в зависимости от температуры
- •Тестовый самоконтроль
- •В каком ряду биологических жидкостей удельная электрическая проводимость уменьшается:
- •Эталоны решения задач
- •Решение
Измерение электрической проводимости
Электрическую проводимость растворов на практике определяют по значению их сопротивления электрическому току, протекающему между двумя электродами, погруженными в раствор.
Измерение сопротивления растворов производят компенсационным методом с помощью моста сопротивления Уитстона, модернизированного Кольраушем для измерения сопротивления растворов электролитов (рис.3). Отличие установки Кольрауша заключается, во-первых, в использовании переменного тока низкой частоты вместо постоянного, чтобы избежать процесса электролиза и поляризации электродов.
Нуль-инструментом
может служить гальванометр, осциллограф
или телефон.
АС – реохорд; Т – телефонная трубка; – генератор переменного тока; Д – скользящий контакт.
Установка Кольрауша содержит 4 сопротивления: Rm – подбираемое экспериментально сопротивление на магазине сопротивлений, R1 и R2 – сопротивления участков реохорда, которые меняются передвижением скользящего контакта Д для уравновешивания сопротивления плеча ВС, содержащего известное сопротивление Rm и плеча АВ, содержащего измеряемое сопротивление Rх. При компенсации моста наблюдается условие: или Rх = Rm
В этом случае ток через диагональ моста ВД не протекает, что фиксируется по исчезновению звука в телефонной трубке.
Конструкции измерительных ячеек весьма разнообразны (рис.4). В прямой кондуктометрии обычно применяют ячейки с жестко закрепленными в них электродами. В методах кондуктометрического титрования наряду с ячейкой этого типа часто используют так называемые погружные электроды, позволяющие проводить титрование в любых сосудах, в которых можно разместить электроды.
Рис.4. Ячейки для кондуктометрических измерений:
а – ячейка с жестко закрепленными электродами
б – погружные электроды
Прямые определения удельной электрической проводимости очень сложны, так как сопротивление раствора зависит не только от скорости движения ионов, но и от их пути. Путь ионов обусловлен геометрией сосуда, площадью электродов и расстоянием между ними.
Выдержать площадь электродов 1 м2 (1см2) и расстояние между ними 1 м (1 см) с высокой точностью невозможно. Однако при стационарном расположении электродов величина кондуктометрической ячейки, необходимая для расчета удельной электрической проводимости, для различных растворов электролитов является постоянной величиной, обозначается Кс и называется постоянной конуктометрической ячейки (сосуда). Постоянная сосуда (Кс) показывает, во сколько раз сопротивление, измеряемое в данном сосуде, больше, чем измеренное в стандартном с площадью электродов 1 м2 (1 см2) при расстоянии между ними 1 м (1 см).
Поскольку R = = Kc имеем R = Kc
или R = Кс/æ , так как = æ , отсюда Kc = R æ
На практике постоянную сосуда Кс определяют по электрической проводимости стандартного раствора хлорида калия, удельная электрическая проводимость которого при различных температурах является справочной величиной:
Kc = æKClRKCl