Измерение электрической проводимости
Электроды. Постоянный ток вызывает химические реакции в растворе; при этом изменяется его состав на поверхности электродов и происходит поляризация последних. Это может вызвать погрешности при измерениях. Поэтому при измерении проводимости применяют переменный ток. Поляризация электродов снимается при изменении направления тока. Электродами служат небольшие пластины платины, покрытые тонким слоем платиновой черни. Платинирование значительно увеличивает поверхность электродов и уменьшает их поляризацию.
Прибор Кольрауша. Для измерения электрической проводимости применяется мостик Уинстона. Метод впервые был применен Кольраушем, который использовал переменный ток. Схема прибора Кольрауша приведена на рис. 2.2.4. Сосуд для измерения проводимости образует одно плечо мостика Уинстона с сопротивлением Rx; постоянное сопротивление R1 образует другое плечо; калиброванная проволока ab с движкомс образует третье (R2) и четвертое (R3) плечи мостика. В диагонали мостика включены источник переменного тока 1 и гальванометр переменного тока 2. При замыкании выключателя 6 напряжение источника тока 1 подводится к точкам а и b. В точке с потенциал имеет промежуточное значение по сравнению с потенциалами в точках а и b.
Рис. 2.2.4. Схема прибора Кольрауша:
1 - источник переменного тока; 2 - гальванометр; 3 - сосуд с исследуемым раствором; 4 - устойчивое сопротивление; 5 - конденсатор; 6 - выключатель
Кроме того, на участке мостика R2 - R3 должна быть точка с таким потенциалом, как и в точке d. Эту точку легко найти перемещением скользящего контакта с до тех пор, пока стрелка гальванометра не перестанет отклоняться ни влево, ни вправо. Когда найдено положение контакта, при котором отсутствует ток в гальванометре 2, потенциалы точек d и с одинаковы. При этом отношение R1 / Rx равно отношению R2/R3 и
(2.2.19)
По отношению (2.2.19) рассчитывают сопротивление раствора в электролитической ячейке, так как три другие величины известны. Используя уравнения (2.2.2) и (2.2.19), находят проводимость раствора:
(2.2.20)
В большинстве современных установок калиброванная проволока со скользящим контактом не применяется, так как ее длина обычно не превышает 100 см, что сильно снижает точность отсчета. Плечи мостика состоят из двух непосредственно соединенных сопротивлений с малой емкостью и незначительной индукцией. В качестве источника тока применяется ламповый генератор переменного тока. Из приборов, которые выпускает промышленность, легко собрать установку для измерения проводимости и кондуктометрического титрования.
2.3. Вольтамперометрия
Методы
анализа, основанные на построении
поляризационных кривых (вольтамперограмм),
полученных в электролитических ячейках,
называются вольтамперометрическими.
Вольтамперограмма позволяет одновременно
получить качественную и количественную
информацию о веществе, а также о характере
электродного процесса. Почти все катионы
и много неорганических анионов (
и
др.) восстанавливаются на ртутном
капельном электроде. Полярографически
(разновидность вольтамперометрии)
проводят качественный анализ различных
классов органических веществ: альдегидов,
кетонов, фенолов и др.
Современная вольтамперометрия - высокочувствительный и экспрессный метод определения неорганических и органических веществ, который применяют для анализа биохимических, медицинских, фармацевтических и др. объектов.