Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов - Кореиман Я.И.
ISBN 5-89448-184-8
Скачать (прямая ссылка):
Электрическая проводимость (электропроводность W, Ом-1 или См) - способность веществ проводить электрический ток под действием внешнего источника электрического поля; эта величина обратна электрическому сопротивлению:
W = 1/R , где R - сопротивление раствора, Ом.
Различают удельную и эквивалентную электропроводность.
Удельная электропроводность % (Ом_1,см“1 или См'см-1) -проводимость 1 см3 раствора, помещенного между двумя электродами с площадью поперечного сечения 1 см2 и расстояние между которыми 1 см. Удельная электропроводность зависит от концентрации раствора, заряда ионов, скорости их движения, температуры раствора и природы растворителя.
294
Эквивалентная электропроводность К (Ом“1-см2/моль-экв.) -проводимость раствора, содержащего 1 моль-экв. вещества, помещенного между двумя параллельными электродами с площадью поперечного сечения 1 см2, расстояние между которыми 1 см. Зависимость между удельной и эквивалентной электропроводностью описывается уравнением:
X = 1000/с,
где с - концентрация раствора, моль/дм3.
Эквивалентная электропроводность (подвижность) уменьшается с повышением концентрации раствора. При бесконечном разбавлении растворов (с —> 0) подвижности ионов становятся постоянными, эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора электролита к0 равна сумме подвижностей ионов:
Х° +Х°~.
Каждый вид ионов в бесконечно разбавленных растворах характеризуется индивидуальной подвижностью (табл. 26). Высокоподвижными являются протоны и ионы гидроксила.
Таблица 26
Подвижность ионов при бесконечном разбавлении, 25 °С
Катион Ь°+ Анион ?.0_
Н+ 350 он~ 200
Г 74 V?S042~ 80
NH4+ 74 Вг~ 78
1/аРЬ2+ 70 г 77
l/3Fe3+ 68 СГ 76
УгВа2* 64 NOf 71
Ag+ 62 1/2С2042" 71
УгСа2+ 60 1АСОъ2~ 68
Na+ 50 СНзСОО" 40
По способу выполнения анализа различают прямую копдук-тометрию и косвенную (копдуктометрическое титрование).
Прямая кондуктометрия основана на непосредственной зависимости удельной электропроводности от концентрации ионов
в растворе. По градуировочному графику находят концентрацию индивидуальных веществ в разбавленных растворах, где сохраняется линейность зависимости % = f (с). Несмотря на высокую точность, метод не нашел широкого применения в аналитической практике, особенно при анализе пищевых объектов, Метод не селективен, поскольку электропроводность - аддитивная величина (сумма электропроводностей всех ионов в растворе), поэтому даже незначительные примеси искажают результаты анализа. Метод применяется для анализа растворов индивидуальных электролитов.
Кондуктометрическое титрование — метод анализа, в котором точку эквивалентности устанавливают по резкому изменению электропроводности при титровании. Применение титранта, способного взаимодействовать только с определяемым ионом, повышает селективность метода. Точку эквивалентности находят по кривой титрования % = f (V).
Применяют четыре типа реакций - кислотно-основного и окислительно-восстановительного взаимодействия, комплексо-образования и осаждения. Вид кривой титрования зависит от природы взаимодействующих электролитов и подвижности ионов в растворе.
Условия выполнения анализа.
¦ Для регистрации аналитического сигнала (сопротивления) применяют два одинаковых платиновых электрода.
¦ Для расчета удельной электропроводности необходимо знать константу электролитической ячейки. Она зависит от формы ячейки, ее геометрических размеров, объема раствора, природы растворителя, температуры, площади электродов, расстояния между ними, а также материала, из которого они изготовлены. Константу ячейки находят экспериментально, поэтому при измерениях все указанные параметры должны быть строго постоянны.
¦ Электропроводность раствора зависит от температуры и увеличивается на 2 % при повышении температуры на 1 °С, поэтому при измерениях обязательно термостатирование кондукто-метрической ячейки.
ной.
Установки для определения электропроводности. Схема установки для кондуктометрического титрования представлена на рис. 32.
Рис. 32. Схема установки для копдуктом етр и ческого титрования: 1 - прибор для измере-
ния сопротивления (мост Уитстона); 2 - платиновые электроды; 3 - ячейка; 4 - магнитная мешалка; 5 - бюретка е титрантом; 6 - штатив
Измерение электропроводности растворов электролитов практически сводится к измерению их сопротивления. Наибольшее значение имеет метод, основанный на применении переменного тока. Измерение проводят по схеме моста Уитстона (рис.33). Он состоит из четырех сопротивлений: измеряемого сопротивления ячейки К.я, магазина сопротивлений R и двух сопротивлений реохорда R| и R?.
Рис. 33. Схема моста Уитстона для измерения сопротивления
Ток от источника поступает в точку А, где разветвляется к точкам В и С, через точку D возвращается к источнику. Гальванометр показывает ток между точками В и С. С помощью рео-хордного мосча подбирают такое соотношение между переменными сопротивлениями R| и R:, чтобы ток между точками В и С отсутствовал. Тогда сопротивление ячейки R„ - R (Ry R|).
