Методы измерения электропроводности электролитов. Чтобы точно измерить электропроводность электролита, необходимо 1 точно измерить температуру и поддерживать ее постоянной с помощью термостата 2 устранить поляризацию электродов т. е. изменение состояния поверхности электродов и концентрации электролита вокруг электродов в процессе измерений и 3 точно измерить электрические величины, Поляризацию можно устранить платинированием платиновых электродов т. е. покрытием их путем электролиза тонким слоем платиновой черни и, таким образом, увеличением поверхности электродов и применением переменного тока с частотой 500 2000 гц для устранения концентрационной поляризации.
Для измерения электропроводности используют сосуды самой различной формы.
Сосуд снабжен двумя одинаковыми плоскими параллельными электродами, закрепленными так, чтобы расстояние между ними не изменялось. .На рис. 3 показаны формы сосудов, рекомендуемых для определения электропроводности при больших рис. 3,а и при малых рис. 3,б концентрациях. Схема установки для определения электропроводности показана на рис. 4. Прибор представляет собою контур обе. Между b и с в цепь включен сосуд для измерения электропроводности. Сопротивление его обозначено через W, между а и с магазин сопротивления R. Отрезок ab представляет собой тонкую металлическую Pt, Mn, манганиновую и т. п. однородную проволоку длиной в 1 м, натянутую на линейку с делениями. В точках а и b подсоединяются провода, по которым подается переменный ток от вторичной обмотки катушки Румкорфа v или от генератора звуковой частоты.
Для определения сопротивления жидкостей применяют переменный ток, а не постоянный во избежание электролиза и поляризации. При переменном токе очень чувствительным инструментом, обнаруживающим присутствие или отсутствие тока. является низкоомный телефон в последнее время применяется катодный осциллограф. Телефон включается между точкой с и подвижным контактом d. Сопротивление раствора определяется при таком положении контакта d, при котором в телефонной трубке не слышно никакого звука, и следовательно, ток в линии cd отсутствует.
При этом положении контакта согласно закону Кирхгофа сопротивления R, W, r1, r2 связаны соотношением RW r1r2 Если проволока однородна, то сопротивления r1 и r2 отрезков ad и db пропорциональны длинам этих отрезков, т. е. RW adab или W R dbab Общее сопротивление сосуда с раствором и удельное сопротивление раствора связаны соотношением W с l или М сc где с lsl расстояние между электродами s площадь каждого из электродов.
Величина с называется емкостью сопротивления сосуда. Удельная электропроводность x 1с, следовательно x cW Емкость с сосуда находится по этой же формуле. Для этого измеряется сопротивление W залитого в сосуд раствора хлористого калия с известной удельной электропроводностью.
Использование переменного тока позволяет измерять электропроводность электролитов с высокой точностью, но при этом возникают затруднения, связанные с наличием электрической емкости и самоиндукции особенно первой в электрической схеме, тогда как необходимо измерять толькоомическое сопротивление. При использовании постоянного тока перечисленные затруднения отпадают, но возникает концентрационная поляризация.
Чтобы избежать появления концентрационной поляризации, измеряют разность потенциалов между специальными, строго обратимыми электродами, расположенными на значительном расстоянии от питающих электродов. Современная потенциометрия позволяет измерять Е с точностью до 0,0001. На рис. 5 изображен один из сосудов, где С и D электроды для измерения разности потенциалов, а А и B - питающие электроды. Измеряется разность потенциалов Е, при токе постоянной силы между электродами А и B и разность потенциалов Ео на концах точно известного сопротивления Wo, включенного последовательно с сосудом очевидно, искомое сопротивление W1 определяется из соотношения E1W1 E0W0 Заключение Электролиты чрезвычайно важны в науке и технике. Все жидкие системы в живых организмах содержат электролит.
Важный класс электролитов - полиэлектролиты. Электролиты являются средой для проведения многих химических синтезов и процессов электрохимических производств. При этом вс большую роль играют неводные растворы электролиты.
Изучение свойств растворов электролитов важно для создания новых химических источников тока и совершенствования технологических процессов разделения веществ - экстракции из растворов и ионного обмена.