Кондуктометрический способ измеренияСлАбО КОНцЕНТРиРОВАННыХ PACTBOPOB Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к физикохимическому анализу и может быть использовано для автоматического определения концентрации веществ, растворенных в жидкости. Известны способы коидуктометриче кого контроля состава растворов,на принципах которых построены и работают различные промышленные кон- центратомеры,использующие однозначную зависимость электропроводности раствора от концентрации растворенных в нем веществ при отсутствии пр месей в растворителе ij. Когда электропроводность жидкост зависит не только от концентрации растворенного в ней вещества и темп ратуры, но и от солевых примесей в растворителе, в результате измерения вносится, неоднозначность, вызывающая погрешность измерения за сч изменения состава солевых примесей. Наиболее бликзим к предлагаемому по технической сущности является способ, заключающийся в предварительном нагревании и измерении электропроводности исследуемого и эталонного растворов 23. Недостаток указанногоспособа состоит в невысокой чувствительности, так как температура исследуемого раствора, при которой определяется его электропроводность, выбрана из соображений получения однозначной зависимости между электропроводностью раствора и концентрацией- вещества в нем, однако она не всегда способна обеспечить требуемую чувствительность измерений. Цель изобретения - повышение чувствительности измерения концентраций. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения концентрации, заключающемся в иагревании и измерении электропроводности исследуемого эталонного растворов, нагревание астйоров ведут поочередно в одной чейке, причем диапазон температур 3 определяется максимально возможной температурой исследуемого раство ра в начале измерения и наименьшей температурой кипения раствора. Так как исследуемые жидкости отличаются температурными коэффициентами электропроводности, то разность между их электропроводностями при различных те 1пературах различна Она тем вьпие, чем ближе температура измерения жидкостей к температуре ки пения. Вместе с тем не всегда требуется значительное повьппение чувствительности измерения,а практически необходимо лишь уравнять температуры исследуемых жидкостей, В этом случае температура измерения должна быть выше или равна максимал но возможной первоначальной темпера ре у исследуемых жидкостей. Это и опре деляет диапазон температур измерени в способе: нижним пределом, является максимально возможная температура исследуемых жидкостей в начале изме рения, а верхним - наименьшая темпе ратура кипения у исследуекмх жидкос тей. На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа. Способ осуществляется следующим образом. Поочередно при помощи блока 1управления и управляемых клапанов 2и 3 через трубопровод 4 нагрева в проточную электролитическую ячейку 5 подают исследуемый раствор и растворитель, используемый при его изготовлении. Измерений электропроводностей раствора и растворителя осуществляется в электродной ячейке 5, соединенной с измерительным блоком 6, снабженным запоминающим устройством. Раствор и растворитель поступают в ячейку 5 нагретыми до температуры измерения Q/,, принятой постоянной для данного диапазона концентраций раствора. Температура измерения выбрана таким образом, чт при ней достигается требуемая чувствительность измерения, определяем отношением разности .значений электр проводности исследуемого раствора и растворителя при этой температуре к максимальной концентрации исслв дуемого раствора, равная ви .eu 4 где S - чувствительность измерения при температуре Q ; удельная электропроводность растворителя при той же тем пературе; -г®И - удельная электропроводность раствора при той- же температуре;2,.ei,/ C-f максимальная концентрация исследуемого раствора. В первом такте измерения электропроводность растворителя а 0 в виде преобразованного электрического сигнала (например цифрового кода) запоминают при помощи запоминающего устройства измерительного блока 6. Во втором такте измеряют электропроводноcTbC 9j4 исследуемого раствора и аналогично первому такту измерения преобразовывают ее в электрический сигнал (например тот же цифровой код) В третьем такте из результата первого измерения вычитают результат второго измерения и получают на выходе измерительного блока 6 разностный сигнал, по которому судят о концентрации исследуемого раствора; Выбор температуры измерения 9 можно производить либо по расчетным формулам, либо по экспериментально полученным температурным характеристикам электропроводности растворителя и исследуемого раствора максимальной концентрации для данного диапазона измерения, задаваясь как в первом, так и втором случаях требуемым повьшением чувствительности измерения в виде приведенного ди(}гференциапьно-термнческого коэффициента чувствительности h« 5 вес который выбирается с учетом чувстви,тельнОсти вторичного прибора. Зависимость удельных электропроводностей слабых растворов от температуры известна и определяется из выражения -e-cl - Ь(®и - , где а и в - температурные коэффициенты. Соотношения между температурными коэф4к1Циентами электропроводности раствора и их удельные злектропровод58ности при. температуре Q также приводятся в справочной литературе. Задавшись приведенным дифференциально-термическим коэффициентом чувствительности П , с учетом формулы Cl) равным ц - .С можно определить температуру, ©и Д° которой необходимо нагревать ис.следу в. а.-|- ёп a.. 48fc -l .. .где индексы 1 и 2 принадлежат к величинам характеризующим, соответств но, исследуемый раствор и растворит Еагш принять. , b- a e c i tec -« ,TO выражение (5) примет вид K°-AO-h)bue,,,,, (6) Предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность измерения за счет использования в качестве эталонного раствора самого раство рителя позволяет получать при постоянной температуре исследуемых растворов разностный сигнал &С$2,1 ®м пропорциональный лишь концентрации растворенного вещества и не зави- С51ЩИЙ от изменения солевого состава примесей растворителя. Этим устраняется дополнительная погрепшость из:мерения. Применение одного и того же измер (тельного канала для исследуемого и эталонного раствора устраняет инструментальную погрешность измереД«емлй раствор и растворитель перед измерением их электропроводности,чтобы дЬстигунть требуемого повышения чувствительности измерения. В результате подстановки в формулу (4) значений электропроводности растворителя & и исследуемого раствора ®И определяемых из формулы (.3 и после решения полученного выражения относительно температуры нагрева в имеем a.) -4M-n)u4,, CeL b«-d. t) ния, вызванную нёидентичностью сравнительного и измерительного каналов, Нагрев и измереш е исследуемых, жидкостей при температуре 0ц , соответсвующей ,i9tt- 2j позволяет получить требуемую чувствительность измерения. Формула изобретения КонДуктометрический способ измерения слабо концентрированных растворов, заключающийся в нагревании, измерении электропроводности исследуемого и эталонного растворов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности ,нагревание растворов ведут поочередно в одной ячейке, причем температуру нагревания выбирают в диапазоне от максимально возможной температуры исследуемого раствора в начале измерения до наименьшей температуры кипения раствора. Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе 1.Алексеев Н.Г.,Прохоров В.А., Чмутов К.В. Современные электронные приборы и схемы в физико-химическом исследовании. М., Химия, 1971, с.203-215. 2.Патент Великобритании № 1486621 кл. G 01 N 27/02, 1977 (прототип) .

Pacmlop

Н

/

PacmSopameflt

Г;7«