Способ определения концентрации электролитов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к аналитич кому приборостроению и может применяться в промышленности, например химической, для анализа бинарных растворов электролитов. Известен способ определения концентрации электролитов, который заключается в нагревании фиксированно го в электролитической ячейке объема электролита от начальной температуры до температуры его кипения путем пропускания через электролит электрического тока постоянной силы. Измеряют время нагревания и по нему судят о концентрации Г1. Наиболее близким к изобретению техническим решением является спосо определения концентрации электролитов, Включакяций измерение времени нагревания фиксированного в электро литической ячейке объема электролита путем пропускания через него эле трического тока, силу которого изменяют по закону постоянный коэффициент; время; сила тока при а концентрацию электролита определя по времени нагревания при известной функ1щональной зависимости между этим временем и концентрацией. Время нагревания электролита измеряют с момента начала пропускания через него электрического тока до момента начала его кипения, который определяют по скачкообразному умень шению силы тока. Ток уменьшается за счет образования парогазовых про межутков в электролитической ячейке которые приводят к резкому увеличению ее сопротивления 2. Недостатком известного способа является низкая точность определения концентрации электролитов из-за нестабильности верхней границы температурного диапазона нагревания электролита. Она обусловлена случайными изменениями барометрического давления, влияющего на температуру кипения электролита. Целью изобретения является повышение точности определения концентрации электролитов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения концентрации электролитов, вклю чающему измерение времени нагревани фиксированного в электролитической ячейке объема электролита путем про пускания через него электрического тока, силу которого изменяют по закону J0o& -постоянный коэффициент, -время. . - сила тока при Г О, а концентрацию электролита определяют по времени нагревания при известной функциональной зависимости между этим временем и концентрацией, измерение времени ведут до момента, когда падение напряжения на фиксированном объеме электролита станет равным по величине падению напряжения на включенном последовательно с электролитической ячейкой эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают из условия (кип,Х) (н.Х) Kj - величина эталонного резистора/ g,s - длина и площадь поперечного сечения фиксированного в электролитической ячейке обмена электролита ; ( удельная электропроводность электролита концентрацией X при температуре кипения t,(n и при начальной температуре t „ . Способ осуществляется следующим образом. Пробу анализируемого электролита помещают (.фиксируют ) в электролитической ячейке, в качестве кото- рой, например, может быть применена кондуктометрическая ячейка Джонса. Последовательно с электролитической ячейкой включают эталонный резистор с низким температурным коэффициентом, например его выполняют из манганина. Через образованную цепочку, а именно последовательно соединенные эталонный резистор и электролитическую ячейку, пропускают электрический ток, силу которого уменьшают по экспоненциальному закону. Электролит в ячейке начинает нагреваться, его удельная электропроводимость увеличивается , а сопротивление электролитической ячейки уменьшается. С момента начала пропускания тока измеряют время до тех пор, пока падение напряжения на электролитической ячейке станет равным по величине падению напряжения на эталонном резисторе. По известной функциональной зависимости между измеренным временем и концентрацией, которую получают ранее при градуировке путем последовательного заполнения электролитической ячейки растворами электролита известной концентрации и измерения времени, определяют концентра цию анализируемого электролита.

За счет того, что электролит нагревают до температуры ниже, чем тепература его кипения, удается исключить составляющую погрешности от нестабильности барометрического давления. Кроме того, значение границы температурного диапазона нагревания электролита становится сильно зависимой от его концентрации. Поэтому увеличивается относительная чувствительность времени нагревания к изменению концентрации электролита, что также способствует увеличению точности определения концентрации.

Выбор величины эталонного сопротивления обусловлен следующим. Уменшение падения напряжения на нем вызвано уменьшением силы протекающего через него электрического тока.

Падение нг пряжения на электролитической ячейке происходит круче. Объясняется это тем, что за счет нагревания электролита уменьшается сопротивление ячейки и уменьшается сила протекающего через нее тока.

Сопротивление эталонного резистора должно быть меньше сопротивления электролитической ячейки в момент начала измерения, т.е. пропускания тока. Чтобы сделать возможНЫ1ЧИ измерения по предлагаемому способу, электролит не должен нагреваться выие своей температуры кипения, т.е. сопротивление резистора должно быть больше или равно сопротивлению ячейки при температуре кипения исследуемого электролита. Пример. Пробу анализируемого электролита помещают в кондуктометрическую ячейку Джонса с постоянной 150 . Величину эталонного резистора выбирали из у Аповия, чтобы нагревание 55 вес.% HNOj осуществлялось до температуры, когда ее удельная

0 электропроводимость достигала значения 99 Начальная температура азотной кислоты 60 С. Нагревание проводят током, сила которого изменяется по закону 0,. По сравнению с известным способом,

5 когда электролит нагревают до температуры кипения, абсолютная погрешность определения концентрации в предлагаемом в 4,67 раза меньше.

20

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения концентрации электролитов из-за исключения влияния нестабильности барометрического давления и увеличения

25 чувствительности за счет того, что измерение в способе ведут до момента, когда падение напряжения на фиксированном объеме электролита станет равным по величине падению напряжё30 ния на включенном последовательно с электролитической ячейкой эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают аналогично описанному.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, включающий измерение времени нагревания фиксированного в электролитической ячейке объема электролита путем пропус.кания через него эле-ктрического тока, силу которого, изменяют по зако-6г ну э-л„ г 6 где -постоянный коэффициент; г -время, Эд - сила тока при Т О, а концентрацию электролита определяют по времени нагревания при известной функциональной зависимости между этим временем и концентрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения концентрации, измерение времени ведут до момента, когда падение напряжения на фиксированном объеме эйектролита станет равным по величине падению напряжения на включенном последовательно с электролитической ячейкой эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают из условия i х ae(t ) S (t,X) (Л кип где РЭТвеличина эталонного сопротивления/ S и е площадь поперечного сечения и длина фиксированного объема электролита; (КИП1) удельная электропроводи ae(i,x) ность электролита конценoo ел трацией X при температуре кипения Ч ( и на чаль ной температуре ц to