arrow Статьи arrow Как выбрать кондуктометр
Как выбрать кондуктометр Версия для печати Отправить на e-mail
20.08.2010

Кондуктометр нельзя отнести к сложным приборам, выбор которых сопряжен с оценкой большого числа параметров. Важными являются только чувствительность измерений и наличие термической компенсации.

Хороший кондуктометр характеризуется чувствительностью (дискретностью) измерения в +/- 0,1 мкСм/см. Если эту величину сопоставить с концентрацией KCl, то чувствительность измерения должна быть примерно равна 10- 7 М. Такая чувствительность делает прибор универсальным, поскольку позволяет проводить не только прямые кондуктометрические измерения, но и применять прибор в кондуктометрическом титровании.

Все кондуктометры делятся на три группы: 
не имеющие термической компенсации;
имеющие термокомпенсацию в 2% на градус;
обладающие возможностью произвольного выбора термического коэффициента.

Безусловно, преимущество в выборе обладают приборы второго и третьего типа, так как температура существенно сказывается на величине измеряемой удельной электропроводности. Однако не нужно обольщаться возможностями термокомпенсации. Слишком большое отклонение температуры анализируемого раствора от нормальной не может быть корректировано с удовлетворительной точностью. Речь может идти о компенсации влияния одного или двух десятых градусов.

Если есть возможность приобрести прибор третьего типа, то лучше, не раздумывая, сделать это. Ошибка измерения с этим прибором будет существенно ниже.

ЗАЧЕМ НУЖЕН КОНДУКТОМЕТР?

Если провести опрос среди химиков-аналитиков, то 90% опрашиваемых скажут, что им никогда в жизни не приходилось пользоваться кондуктометром! Безусловно, этот факт вызывает сожаление, поскольку кондуктометрия обладает несомненными преимуществами при решении некоторых аналитических задач. Рассмотрим некоторые области применения кондуктометрии.
1. Оценка качества дистиллированной воды
Оценка качества дистиллированной воды по удельной электропроводности является хрестоматийной операцией. Считается, что дистиллированная вода хорошего качества обладает электропроводностью меньше 2 мкСм/см. Несложные расчеты показывают, что такую электропроводность могут создать сильные электролиты концентрацией в 10-5н. По моему мнению, не много найдется химиков, которые согласились бы работать с дистиллированной водой, в которой бы находились соли таких концентраций. Но не все так плохо, как может показаться! Анализ состава воды показывает, что главной ионной примесью в составе дистиллированной воды почти всегда оказывается угольная кислота. (Ее источником является углекислый газ атмосферы.) При той кислотности среды, что существует в воде (рН=5,5-6,5), диссоциация кислоты протекает по первую ступень. Таким образом, в дистиллированной воде преимущественно существуют два иона - Н+ и HCO3-. 
Поскольку анион гидрокарбоната для большинства аналитических методик не является мешающим, то исследователю всегда интересно иметь сведения о других примесях. Можно применить очень простой прием. Надо просто вскипятить исследуемый образец дистиллированной воды, так как во время кипячения ион HCO3 превращается в CO2 и улетучивается из пробы. После кипячения вода остужается, причем горлышко колбы, в которой производилось кипячение, затыкается трубкой с негашеной известью, для предотвращения попадания в пробу CO2. Кондуктометрические измерения, проведенные после кипячения, позволяют оставшуюся электропроводность приписать нелетучим ионным примесям. (В расчетах не нужно забывать о том, что вода сама по себе обладает определенной проводимостью.)
У этого приема с кипячением есть недостаток, заключающийся в том, что таким способом нельзя учесть вклад летучих примесей, таких как HCl, NH4OH и т.д.

2. Кондуктометрическое титрование
Кондуктометрическое титрование имеет ряд преимуществ, о которых стоит поговорить.

Перед титрованием с индикатором, кондуктометрическое титрование выгодно отличается, прежде всего, большей объективностью получаемых результатов. Не составляет секрета то, что при титровании с индикатором переход окраски не всегда бывает резким. В этом случае точность определения зависит от опыта и квалификации химика-аналитика. Примером может служить комплексонометрическое титрование, когда в процессе разбавления пробы переход окраски индикатора становится очень размытым. В этом случае традиционное фотометрическое титрование можно с успехом заменить кондуктометрическим.
При титровании с индикатором часто бывает так, что единственная, слишком большая добавка, титранта сводит на нет все определение. В кондуктометрическом же титровании сама процедура определения точки эквивалентности предполагает математическую обработку нескольких экспериментальных точек, поэтому единственная порция титранта не играет решающей роли.
Кондуктометрическое титрование имеет определенные преимущества и перед потенциометрическим кислотно-основным титрованием. Дело в том, что титрование со стеклянным Н-селективным электродом занимает немало времени, так как приходится дожидаться установления стабильного значения потенциала после каждой порции титранта. Кондуктометрическое же титрование избавлено от этого недостатка, поскольку показания кондуктометра устанавливаются очень быстро.
С точки зрения автоматизации процесса титрования, интересен метод хронокондуктометрического титрования. Метод заключается в непрерывной подаче титранта в анализируемую пробу. Из-за того, что кондуктометрический датчик очень быстро реагирует на изменение электропроводности раствора, больших систематических ошибок не возникает. Аппарат (бюретка?) для хронокондуктометрического титрования может выглядеть очень просто: бутыль, из которой равномерно капает титрант. 
Подробнее о кондуктометрическом титровании можно прочитать в статье "Начала кондуктометрии".(см. источник)

3. Оценка засоления почв

У почвоведов принято оценивать засоленность почв по удельной электропроводности водных вытяжек, приготовленных из почвенных паст. К засоленным относят почвы с электропроводностью вытяжек более 2 мСм/см. В таблице представлена классификация почв в зависимости от электропроводности водных вытяжек.

κ, мСм/см

 Характеристика почв

2 - 8

слабозасоленные

8 - 15 

среднезасоленные

> 15 

сильнозасоленные

На основании сведений об удельной электропроводности можно получить сведения о весовом содержании солей:
C, мг/л = 0,64 103 κ (мСм/см).
Однако следует учесть, что эти расчеты лишь приближенно оценивают минерализацию почв, поскольку соотношение различных солей в почвах бывают самыми разнообразными.

4. Определение критической концентрации мицеллообразования (ККМ)

ККМ является важной характеристикой поверхностно-активных веществ, так как позволяет находить концентрацию, при которой истинно растворенный реагент переходит в коллоидное состояние. Существует 2 метода определения ККМ. 
Первый метод состоит в измерении поверхностного натяжения растворов с разной концентрацией исследуемого вещества. Концентрация, при которой поверхностное натяжение раствора перестает уменьшаться, является искомой.
Второй метод состоит в измерении электропроводности тех же растворов. Критическая концентрация мицеллообразования находится в изломе кривой, описывающей результаты измерения удельной электропроводности.
Сравнение этих 2-х способов определения ККМ выявляет преимущество кондуктометрического метода, так как он менее трудоемок.

Источник: www.novedu.ru

 

 

 
< Пред.   След. >