Прямая кондуктометрия

Сущность метода прямой кондуктометрии заключается в том, что концентрацию вещества определяют по результатам измерения электрической проводимости (или сопротивления). При этом используют два приёма нахождения неизвестной концентрации:

§ Метод градуировочного графика. График строят в координатах
χ – С. Он линеен в небольшом диапазоне концентраций.

§ Расчётный метод. Метод используют для очень разбавленных растворов. В этом случае при С ® 0:

Таким образом, неизвестную концентрацию можно рассчитать по измеренной величине χ и табличным значениям предельных подвижностей ионов.

Прямая кондуктометрия используется в качестве метода аналитического контроля растворов электролитов. Поскольку в величину аналитического сигнала вносят вклад все ионы, присутствующие в растворе, то применение метода ограничено из-за малой селективности. Чаще всего его привлекают для решения следующих задач:

§ анализ бинарных смесей вода – электролит;

§ определение общего содержания электролитов в растворе (например, определение солей в минеральной, морской, речной воде);

§ контроль качества дистиллированной воды (наиболее эффективный метод!);

§ контроль качества жидких пищевых продуктов (молока, напитков, вин);

§ контроль качества технической воды, используемой в ряде производств – тонкие химические производства, фармацевтические производства, теплотехнические производства (питание котлов), технология водоочистки, оценка загрязнённости сточных вод;

§ оценка чистоты органических растворителей (после экстракции примесей водой);

§ определение жёсткости воды;

§ определение влаги в техническом сырье;

§ динамический контроль химических, текстильных, пищевых производств (т. к. метод легко поддается автоматизации);

§ анализ сложных газовых смесей (по изменению электрической проводимости раствора поглотителя, который селективно реагирует с определяемым газом).

Преимуществами метода являются простота, высокая чувствительность (до 10^–4 моль/л) и достаточная точность (2 %), а недостатком – малая селективность.

Особенность метода: при проведении прямых кондуктометрических измерений необходимо предварительно определять константу ячейки θ, поскольку удельная электрическая проводимость (χ) даже при l = 1 см и S = 1 см² не равна электрической проводимости (w), а лишь пропорциональна ей:

χ = θ × w = θ / R,

вследствие того, что электричество проводят не только ионы, заключённые в объёме между электродами с площадью 1 см² и расстоянием между ними 1 см.

Чтобы найти константу ячейки, измеряют сопротивление (R) стандартных растворов электролитов (КС1 или NaC1) с известной удельной электрической проводимостью при нескольких концентрациях. Затем, используя справочные данные, рассчитывают θ:

θ = χ × R.