Физические принципы, заложенные в основу измерения концентрации вещества кондуктометрическим методом
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?гружного типа, с двумя геометрическими постоянными: С1=0,01 см-1 20%, С2=0,5 см-1 20%.
Выбор геометрической постоянной датчика осуществляется автоматически в зависимости от выбора поддиапазона измерения УЭП (УЭС):
-С1 для поддиапазона 0, 1, 2 (низкая УЭП, высокое УЭС);
-С2 для поддиапазона 3 (высокая УЭП, низкое УЭС).
Диапазоны измерений:
-от 2х10-6 до 1х10-1 См/м в режиме измерения удельной электрической проводимости (далее УЭП);
-от 10 до 5х105 Ом м в режиме измерения удельного электрического сопротивления (далее УЭС);
-от 0 до 99 С в режиме измерения температуры анализируемой среды (в режиме t).
Поддиапазоны измерения приведены в таблице:
Номер поддиапазонаПостоянная чувствительного элемента, см-1Диапазон измерения УЭП, См/смДиапазон измерения УЭП, Ом-смЭквивалентное сопротивление имитатора раствора, Ом00,0110-7...10-8107...108105...10610,0110-6...10-7106...107104...10520,0110-5...10-6105...106103...10430,510-3...10-5103...105500...50 000
Диапазон измерения температуры 0..99,9 С.
Диапазон задания коэффициентов термокомпенсации 0..0,05.
Выбор измеряемой физической величины (температуры, УЭС, УЭП), способа индикации этой величины, поддиапазона измерения и единиц измерения осуществляется пользователем.
Основная приведенная погрешность измерений температуры и УЭП (УЭС) на поддиапазонах 2,5%.
Индикация результатов измерения - цифровая, период одного цикла измерения составляет 2..4 сек.
Представление информации в кондуктометре КП-202 осуществляется при помощи восьми семисегментных индикаторов.
Управление осуществляется при помощи 4-х кнопочной встроенной клавиатуры.
В кондуктометре КП-202 предусмотрено:
-аналоговый выходной сигнал 0...5 мА класса 1,0 на нагрузке
не более 2 кОм;
-аналоговый выходной сигнал 4...20 мА класса 1,0 на нагрузке
не более 500 Ом;
-установки по измеряемому параметру для включения технологической сигнализации U коммутируемое1,5 кВ, количество выходов технологической сигнализации - четыре.
Кондуктометр имеет микропроцессорную структуру и построен на базе однокристальной микро-ЭВМ серии МК-52.
В состав кондуктомера КП-202 входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (EPROM) типа 93LC46, предназначенное для хранения текущих настроек прибора при отсутствии напряжения питающей сети.
Условия эксплуатации:
-температура окружающего воздуха 5..50 С;
-относительная влажность 30..80 %;
-барометрическое давление 84..106 кПа.
Заключение
В заключение ответим на вопрос.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.
. 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.
. 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 кондукт