Қысқаша теориялық мағлұмат

Кондуктометриялық анализ әдісі классикалық электрохимиялық зерттеу әдістеріне жатады. Кондуктометриялық анализ әдісі - ерітіндінің электрөткізгіштігін өлшеуге негізделген. Екі электролит қосылған кезде, олардың бір-бірімен химиялық әсерлесу негізінде ерітіндінің иондық құрамы мен электрөткізгіштігі өзгереді. Ерітіндінің ток өткізу қабілеті, оның негізгі физика-химиялық қасиеттерінің бірі болып есептелінеді. Ерітіндінің электрөткізгіштігі, иондардың концентрациясына және олардың табиғатына байланысты. Сол себептен электрөткізгіштікті өлшеп, ерітіндінің құрамын және сандық мөлшерін анықтауға болады.

Электрөткізгіштік.

Егер ерітіндіге салынған екі платина электродын электр ток көзіне қоссақ, тізбек арқылы ток өте бастайды. Тізбектен өтетін тоқтың мөлшері (І) берілген кернеуге (Е) және ерітіндінің екі электрод арасындағы кедергісіне (R) тәуелді. Бұл байланыстар Ом заңымен анықталады.

І =Е/R

мұнда І - ток күші, А; Е- кернеу В; R – ерітінді кедергісі, Ом^-1.

Кедергінің кері мәні, ерітіндінің электрөткізгіштігі деп аталады. Егер ерітіндінің кедергісі R –ге тең болса, ал оның электрөткізгіштігі – W, мынаған тең болады:

W=1/R

Электрөткізгіштіктің өшемі - Ом^-1.

Ерітіндінің электрөткізгіштігі (W), белгілі көлемдегі иондардың жалпы санына немесе концентрациясына (С), қозғалғыштығына (подвижность U) байланысты. Бұдан басқа ерітіндінің электрөткізгіштігі электродтардың ара қашықтықтығына (L) кері пропорционал және электродтың ауданына (S) тура пропорционал:

W = S· C· U₁/І

U – ионның қозғалғыштығы (подвижность).

Егер берілген екі электродтың ара қашықтығы және олардың ауданы тұрақты болса, онда барлық тұрақты параметрлерді К-деп белгілеп түрлендірсек, электрөткізгіштік:

W = К · C · U

Нәтижесінде ерітіндінің электрөткізгіштігі, иондардың концентрациясына және қозғалғыштығына тура пропорционал болады. Егер ерітіндіде бірнеше иондар болса, оның электрөткізгіштігі әрбір ионның концентрациясы мен қозғалғыштығының көбейтіндісінің қосындыларына тең:

W=R(С₁U₁+С₂U₂+ …….С_nU_n)

Аумағы 1см², бір-біріне ара қашықтығы 1см жалпақ электродтар арасындағы ерітіндінің электрөткізгіштігін, ерітіндінің меншікті электрөткізгіштігі деп аталады.

χ = W(1/S)

Меншікті электрөткізгіштің өлшемі Ом^-1, см^-1, ал 1/S қарым-қатынасы, электрөткізгіштік анықтайтын ыдыстың тұрақты көрсеткіші, оны электролиттік ыдыстың тұрақтысы деп атайды. Ол, ыдыстың геометриялық размеріне байланысты, тәжірибе түрінде анықталады. Ол үшін меншікті электрөткізгіштігі белгілі 0,001н калий хлоридінің ерітіндісі қолданылады:

18ºС – 0,000127 Ом^-1 см^-1

25ºС – 0,00017474 Ом^-1 см^-1

Ерітіндінің меншікті электрөткізгіштігі температураға байланысты өседі, температура 1ºС жоғарыланғанда, электрөткізгіштігі ~2,0:2,5% - ке өседі, сол себептен өлшеу кезінде ерітіндінің температурасы өзгермеу керек.

Тура кондуктометриялық анализ әдісі, электрөткізгіштің ерітіндідегі иондардың концентрациясымен байланыстылығына негізделген. Стандартты ерітінділерді қолдана отырып, калибрленген график тұрғызады, ол электрөткізгіштің ерітіндінің концентрациядан байланыстылығын сипаттайды. Онан кейін, анықталатын ерітіндінің электрөткізгіштігін анықтайды, содан соң калибрлі график арқылы ионның концентрациясын табады.

Бұл әдісітің дәлдігі өте жоғары және өте қарапайым әдіс. Бірақ көп қолданылмайды, себебі ерітіндінің құрамында басқа иондардың әсері өте көп.