Vol. 53 (2017), Issue 2, p. 103-109

Кондуктометрический метод количественного анализа двухкомпонентных растворов электролитов

Abstract

УДК 541.546

Разработан метод компьютерной обработки результатов кондуктометрических измерений для смеси растворов двух электролитов, различающихся по величине удельной электропроводности. Метод позволяет по измерению удельной электропроводности и значению температуры определять концентрации отдельных компонентов. Метод основан на аппроксимациях теоретических зависимостей электропроводности электролитов от концентраций по уравнениям Робинсона-Стокса и Кольрауша и справочных данных о зависимости электропроводности от температуры. В области концентраций C ≤ 0,02 М и температур 15–25°С зависимости хорошо аппроксимируются алгебраическими многочленами не выше 3 порядка. Система аппроксимационных функций описывает трехмерную область χ = f(C₁, C₂, t), внутри которой располагается точка, соответствующая результату измерений. Метод проверен на системе NaCl-NaOH и применим для растворов любых концентраций путем разбавления пробы до нужного уровня. Рассмотрены два алгоритма обработки экспериментальных данных. Упрощенный алгоритм основан на представлении о независимости молярной электропроводности от концентраций в разбавленных растворах. Результат обработки опытных данных имеет повышенную систематическую ошибку от 1 до 5% в смесях с большим содержанием щелочи. Более точный алгоритм основан на аппроксимации функций разведения уравнением Кольрауша. Систематическая ошибка уточненного алгоритма менее 0,05% в смесях с наибольшей электропроводностью и соизмерима с чувствительностью кондуктометрического метода.

Ключевые слова: аппроксимация, электропроводность, смешанный электролит, концентрация, алгоритмическая ошибка.

A method of computer processing of the results of conductivity measurements for a mix of solutions of two electrolytes differing by specific electrical conductivity is developed. By the measurements of specific conductivity and the temperature, this method allows to define the concentration of separate components. The method is based on approximations of theoretical dependences of the electrical conductivity of electrolytes on the concentration according to the equations of Robinson-Stoks and Kolraush and the referenced data concerning the dependence of conductivity on temperature. In the range of concentrations C ≤ 0.02 M and of temperatures 15–25^оС the dependences are well approximated by algebraic multinomials not above the 3^rd order. The system of approximated functions describes a three-dimensional area χ = f(C₁, C₂, t) in which the point corresponds to the result of measurements. The method is checked up by the system NaCl-NaOH and is applicable for solutions of any concentration by dilution of a sample to the required level. Two algorithms of experimental data processing are considered. The simplified algorithm is based on notion of the independence of molar electrical conductivity on concentrations in the diluted solutions. The result of the experimental data processing has a raised systematic error from 1 to 5% in mixtures with the raised contents of alkali. A more exact algorithm is based on the approximation of functions of dilution by the equation of Kohlrausch. The systematic error of the specified algorithm less than 0.05% in the mixtures with the highest electrical conductivity and is commensurable with the sensitivity of the conductivity measuting method.

Keywords: approximation, electrical conductivity, mixed electrolyte, concentration, algorithmic error.

Download full-text PDF. 3010 downloads

Menu

Vol. 53 (2017), Issue 2, p. 103-109

Кондуктометрический метод количественного анализа двухкомпонентных растворов электролитов

Abstract