Кондуктометрический метод

Кондуктометрический метод.

Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического анализа:

· прямая кондуктометрия – метод, позволяющий непосредственно определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора с известным качественным составом;

· кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности анализируемого раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования;

· хронокондуктометрическое титрование – основано на определении содержания вещества по затраченному на титрование времени, автоматически фиксируемого на диаграммной ленте регистратора кривой титрования.

Теоретические основы кондуктометрического метода анализа

Электропроводностью называется способность веществ (металлов, газов, жидкостей и др.) проводить электрический ток под воздействием внешнего источника электрического поля. Электропроводность измеряется в обратных омах (Ом–1) или сименсах (См).

Различают следующие виды электропроводности:

· Электронная – осуществляется электронами металлов, сплавов, полупроводников, некоторых солей – проводники I рода;

· Ионная – осуществляется ионами (газы, растворы электролитов) – проводники II рода;

Рекомендуемые материалы

· Смешанная – осуществляется электронами и ионами в зависимости от условий.

· Смешанной электропроводностью обладают, например, растворы солей некоторых щелочных и щелочноземельных металлов в аммиаке.

 Зависимость электропроводности от экспериментальных параметров

1.3.1. Зависимость от концентрации

1.3.2. Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

1.3.3. Влияние растворителя.

1.3.4. Влияние температуры

Зависимость от концентрации

Чем выше концентрация или подвижность ионов, тем выше удельная электропроводность раствора.

Электрофоретический эффект заключается в том, что имеющаяся около каждого иона ионная атмосфера несет заряд, противоположный иону, движется в противоположном направлении и тормозит движение иона.

Релаксационный эффект объясняется тем, что вокруг движущегося иона ионная атмосфера разрушается и вновь возникает по мере его движения. При этом ион оказывается несимметрично расположен в своей ионной атмосфере. Ионная атмосфера не успевает полностью сформироваться при движении иона и, имея заряд, противоположный иону, тормозит его движение.

Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

Природа растворенного вещества влияет на величину электропроводности за счет двух факторов:

· характер связи. Чем более ионной является связь в молекуле, тем больше степень диссоциации и тем выше удельная электропроводность;

· размер сольватированных ионов. Чем больше радиус сольватированного иона, тем ниже удельная электропроводность.

Влияние растворителя

Растворитель влияет на величину удельной электропроводности через два параметра – вязкость и диэлектрическую проницаемость.

Влияние температуры

Величина температурного коэффициента при средних температурах в водных растворах для большинства ионов изменяется в пределах 0,02÷0,025, поэтому увеличение удельной и эквивалентной электропроводности раствора при повышении температуры на 1° составляет примерно 2–2,5%. Так как погрешность измерения электропроводности при изменении температуры высока, при проведении кондуктометрических исследований растворы необходимо термостатировать.

Применение прямой кондуктометрии

1. Определение концентрации раствора электролита с известным качественным составом (метод градуировочного графика, метод стандартных добавок).

2. Кондуктометрический детектор в хроматографии.

3. Определение физико-химических констант.

Кондуктометрические методы в физико-химических исследованиях Определение электропроводности слабых электролитов

Эквивалентная электропроводность раствора электролита при бесконечном разбавлении является наиболее полной характеристикой электролита, так как в этих условиях на величину эквивалентной электропроводности не влияют степень диссоциации – для слабых электролитов и межионные взаимодействия – для сильных.

Определение производится путем экстраполяции зависимости λэ от на значение. Однако данный способ дает ненадежные результаты.

Для определения эквивалентной электропроводности удобнее использовать метод, основанный на законе независимого движения ионов Кольрауша. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении для любого электролита равна сумме ионных электропроводностей.

Определение растворимости малорастворимого соединения

Растворимость этой соли равна S, а насыщенный раствор соли имеет электропроводность. Для случая диссоциации малорастворимых солей величина практически равна и может быть рассчитана на основании закона Кольрауша либо взята из справочников для ионных электропроводностей растворов при бесконечном разбавлении.

Кондуктометрическое титрование

Кондуктометрическое титрование основано на измерении электропроводности раствора, меняющейся в процессе химической реакции между исследуемым веществом и титрантом. Точку эквивалентности фиксируют по резкому излому кривой титрования.

"Беломышечная болезнь молодняка" - тут тоже много полезного для Вас.

Например, пусть определяемое вещество AB и титрант CD в растворе полностью диссоциируют на ионы, а в результате реакции образуется малодиссоциируемое вещество AD:

A+ + B– + C+ + D– = AD + C+ + D–.

Вследствие изменения состава раствора в процессе титрования происходит изменение электропроводности раствора электролита. При этом до точки эквивалентности возможен различный характер изменения электропроводности в зависимости от соотношения подвижности ионов A+ и С+.

Чем острее угол на кривой титрования, тем точнее можно определить точку эквивалентности.

В кондуктометрическом титровании можно использовать реакции нейтрализации, осаждения, комплексообразования. Окислительно-восстановительные реакции используют крайне редко (в основном в полуводных растворителях) из-за того, что протекают они в сильнокислых или сильнощелочных средах, на фоне которых трудно зафиксировать малое изменение электропроводности за счет основной реакции.

При титровании кислот основаниями происходит замена высокоподвижных ионов водорода (гидроксония) ионами с намного меньшей подвижностью. При титровании кислот необходимо учитывать общее правило: чем более диссоциирована кислота, тем ближе отвечает точке эквивалентности минимум электропроводности на кривой кондуктометрического титрования.