§ 3. Измерение электропроводимости растворов

Измерение электропроводимости растворов производят с помощью приборов, называемых кондуктометрами (рис. 15). В основе этих приборов лежит схема моста Кольрауша для измерения электрических сопротивлений.

Кондуктометр представляет собой мост, к одной диагона­ли которого подключают источник переменного тока обычно звуковой генератор. Во вторую диагональ подключа­ют нуль-индикатор 2, с помощью которого фиксируется отсут­ствие тока в цепи. Нуль-индикатором может быть гальвано­метр или осциллограф. Плечи моста представляют собой раз-

4*

93

личные сопротивления, одним из которых (R_x) является сосуд с исследуемым раствором. Подбирая сопротивления R₁, R₂, R₃, добиваются того, чтобы нуль-индикатор показывал отсут­ствие тока в цепи.

При отсутствии тока между сопротивлениями плечей моста существует соотношение

Rx R->, _{п п} R₂

% ⁼ R₃'^{mTRa Rx = Rl}R_a-

Таким образом, измерение электропроводимости сводится к измерению сопротивления раствора, помещенного в стеклян­ную ячейку с платиновыми электродами (рис. 16).

Чтобы перейти к вычислению удельной электропроводимо­сти раствора, необходимо знать площадь электродов и расстоя­ние между ними, поскольку

1 _D I Il

X = -, а Я = р_т, тогда _т.

Площадь электродов и расстояние между ними для каждой ячейки являются величинами строго постоянными, поэтому отношение 1/S = Кяч называют константой ячейки. Эту величину определяют не непосредственным измерением / и S, а косвенным методом по значению удельной электропроводимо­сти стандартных растворов, обычно растворов хлорида калия определенной концентрации. Тогда

^яч — ^хксі^ксі-

Зная величину константы ячейки, можно измерить сопро­тивление исследуемого раствора любой концентрации и рас­считать его удельную и эквивалентную электропроводимости!

X = K„₄/R; А,_с = х/С.

§ 4. Кондуктометрическое исследование свойств растворов электролитов

Как уже указывалось, если известны значения эквива­лентной электропроводимости растворов при различных кон­центрациях и. предельная эквивалентная электропроводимость электролита, то степень и константу его диссоциации можно рас­считать по соотношениям

а = Х/А,₀; Л" = а²С/(1 — а).

Если значения предельных электропроводимостей исследу­емых электролитов неизвестны, их определяют графическим методом на основании экспериментальных данных. Для силь­

ных электролитов можно ис­пользовать закон квадрат­ного корня Кольрауша

X = X₀ — А У С.

С этой целью строят гра­фик в координатах Я — У С (рис. 17,а) и путем экстра­поляции на нулевую кон­центрацию определяют ве­личину X₀.

Для слабых электроли­тов уравнение разбавления Оствальда удобно преобра­зовать в уравнение прямой

1/X= 1 /X₀ + XCjXlK

(III.8)

и представить экспериментальные данные в виде графической зависимости 1/Я от AC (рис. 17,6). Экстраполяция этой прямой на ординату дает возможность находить 1/X₀, а затем по углу наклона прямой рассчитывать константу диссоциации.

Такая обработка экспериментальных данных позволяет оп- ределять константы диссоциации слабых электролитов и поли- электролитов, для которых неизвестны значения ионных и пре- дельных эквивалентных электропроводимостей. Поскольку многие физиологически активные вещества являются поли- электролитами, становится понятным, что метод электро- проводимости может быть использован для исследования их диссоциации. і

Метод электропроводимости применяется для определения произведения растворимости труднорастворимых солей и ион­ного произведения различных растворителей. Широкое рас­пространение нашел этот метод при исследовании диссоциаци і электролитов в неводных растворителях.