IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Кондуктометрический метод анализа – это метод электрохимического анализа, который основывается на использовании зависимости между концентрацией электролитов в растворе и электрической проводимостью их растворов.

Немецкий физик Кольрауш в 1885 г предложил уравнения устанавливающие связь между электропроводностью растворов электролитов и их концентрацией.

Виды кондуктометрии:

Прямая кондуктометрия – метод, позволяющий определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора. Кондуктометрическое титрование – анализирующий метод, основанный на содержания вещества определений по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования.

Высокочастотное титрование – методический анализ с применением частоты переменного тока порядка миллиона колебаний в секунду. Анализ проводят в кондуктометрической ячейке с накладными (на внешней стороне) электродами, не соприкасающимися с титруемым раствором.

1. Прямая кондуктометрия. Растет удельная электропроводность с увеличением концентрации электролита (в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов).Концентрацию вещества В в растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора.

Приемы прямой кондуктометрии:

1) расчетный метод,

2) метод градуировочного графика.

Расчетный метод.

Удельную электропроводность κ определяют экспериментально на основании изменения термостатированного электрического сопротивления кондуктометрической ячейки.

Достоинства прямой кондуктометрии: простота эксперимента; высокая чувствительность (до ~10-4 моль/л); сравнительно малая погрешность определения (0,1-2%).

Недостатки прямой кондуктометрии: электропроводность – величина аддитивная и дает информацию об общей концентрации ионов в растворе; малая селективность метода.

Применение прямой кондуктометрии в анализе: для контроля качества дистиллированной воды и жидких пищевых продуктов (молока, напитков и др.); для определения общего содержания солей в минеральной, морской, речной воде; для определения растворимости малорастворимых электролитов; для исследования кинетики химических реакций и расчета констант равновесия.

Достоинства кондуктометрического титрования:

• титрование можно проводить в мутных, окрашенных, непрозрачных средах;

• малая погрешность и высокая чувствительность определения;

• анализ можно автоматизировать.

Недостатки кондуктометрического титрования:малая селективность.Применение кондуктометрического титрования:

• титрование сильных и слабых кислот, оснований, аминов в широком диапазоне концентраций;определение многих катионов (Fе3+, Сu2+, Ni2 и др.) и анионов (Cl-, Br-, I-, оксалат, тартрат, салицилат и др.), общей жесткости .

• Высокочастотное кондуктометрическое титрование.

Индуктивная L-ячейка- это ячейка с анализирующим раствором ,которая помещается внутри индукционной катушки . В высокочастотным титрованием электроды не соприкасаются с исследуемым раствором. Изменение состава раствора при титровании вызывает изменение индуктивности проявляется в виде состава раствора при титровании, который легко фиксируется микроамперметром .Кривые высокочастотного титрования имеют такой же вид, как и кривые обычного кондуктометрического титрования.

Применение высокочастотного титрования. В этом методе может быть использована практически любая химическая реакция: осаждение, кислотно-основное взаимодействие и т. д.

Неводные растворители применяются в высокочастотных титрованиях: в ледяной уксусной кислоте, диметилформамиде, смесях диоксан-вода, ацетон-вода и других смешанных растворителях, что позволяет проводить анализ алкалоидов, антибиотиков и других фармацевтических препаратов.

Образование малорастворимых осадков составляет основу определения анионов в природных водах и промышленных стоках методом высокочастотного титрования.

Достоинство кондуктометрии.

Высокая чувствительность метода, позволяющая работать с разбавленными растворами. Возможность проводить определение в окрашенных и мутных растворах, а также в присутствии окислителей или восстановителей. Возможность анализа любых агрессивных сред, так как электроды с раствором не соприкасаются. Анализ как водных, так и органических растворов. Использование разнообразных типов реакций. Отсутствие необходимости проводить пробоподготовку. Простота определения конечной точки титрования по пересечению двух прямых. Возможность проведения автоматического и дистанционного анализа.

Использование кондуктометрии. Определение массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. Метод оперативный, без использования дорогостоящих реактивов (AgNO3).

• Цитометрия фитопланктонас использованием кондуктометрического цитометра позволяет получить информацию о концентрации и размерах клеток, путём регистрации изменения проводимости при прохождении частицы в канале цитометра.

• Разработана методика кондуктометрического определения малых количеств углерода (10-2-10-3%) в сталях и металлах. Методика включает сожжение образца в токе кислорода, поглощение СО2 раствором Ва(ОН)2 и измерение его электрической проводимости.

Применение кондуктометрического анализирующего метода :

В сыродельной промышленности используется достаточно точный экспресс-метод анализа,который очень важен для организации оперативного контроля его качественных показателей, параметров технологических процессов .

На основе кондуктометрии разработана методика определения массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. При этом в качестве анализируемого объекта использовалась водная вытяжка сычужного сыра. Установлено, что погрешность этого метода не превышает арбитражного; преимущества состоят в том ,что в сокращении времени на выполнение единичного анализа и в отсутствии необходимости использования дорогостоящих реактивов и, в первую очередь, азотнокислого серебра. Для посолки сычужных сыров используется изученная данная методика, так же для оперативного контроля концентрации хлористого натрия в рассоле. Зависимость удельной электропроводности разбавленного в два раза рассола от концентрации хлористого натрия.Этот метод позволяет определять именно концентрацию хлористого натрия в рассоле, а не общего содержания сухих веществ. В целях оперативного контроля уровня деминерализации молочной сыворотки в процессе электродиализа при производстве сухой деминерализованной сыворотки изучена зависимость удельной электропроводности сгущенной подсырной сыворотки от содержания минеральных веществ (зольности).Данная методика включена в технологическую инструкцию по производству деминерализованной сыворотки как оперативный метод контроля основного параметра технологического процесса – зольности сыворотки.

При освоении портативного кондуктометра для практического применения время, затрачиваемое на измерение показателя удельной электропроводности исследуемого образца, не превышает двух минут. Для сравнения: продолжительность определения показателя зольности методом сжигания – около 3 часов. В молочной сыворотке массовой доли лактозы с целью оперативного контроля концентратах и молочном сахаре разработан поляриметрический метод, основанный на физическом свойстве (оптической активности углеводов, в том числе и лактозы), проявляющемся в способности вращать плоскость поляризованного света.

Зависимость между активной и титруемой кислотностью молочной сыворотки уставлена экспериментально ,при достаточной высокой степени концентрации. Это позволяет получить информацию об уровне как титруемой, так и активной кислотности, измерив только один показатель.

Список используемых источников :

1. Физколлоидная химия (электронный учебно-методический комплекс)

Боровская Л.В.Международный журнал экспериментального образования. 2009. № 4. С. 9-10.

1. Боровская Л.В., Доценко С.П. Электрокоагуляционная очистка воды

от коллоидных ПАВ. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С. 76-78.

http://webkonspect.com/?room=profile&id=8005&labelid=111516

http://lektsii.org/5-77431.html

http://science-konspect.org/?content=2594

Код для цитирования: Скопировать