Вимірювання електропровідності розчинів

На електропровідність слабких і сильних електролітів впливає крім температури також тиск, під яким знаходиться розчин. Молярна електропровідність для більшості сильних електролітів при прогресуючому збільшенні тиску спочатку зростає, досягає деякого максимуму, а потім знову зменшується, часто до значень нижчих, ніж ті, які спостерігаються при звичайному тиску.

Для вимірювання електричної провідності розчину вдаються до виміру його опору. Розчин поміщають в спеціальну посудину, що має два металевих електрода. Вимірювання може бути проведено як за допомогою постійного, так і за допомогою змінного струму.

Електропровідність електролітів зазвичай визначається за допомогою мостової схеми, використовуваної для вимірювання опору провідника першого роду. У разі розчинів електролітів застосовуються мости, що працюють на змінному струмі, так як проходження постійного струму через розчини призводить до значних помилок, пов'язаних з явищами електролізу і поляризації (зміна складу розчину поблизу електродів, зміна стану електродів, накладення електродної поляризації на подається напруга). Необхідність застосування змінного струму досить високої частоти (для запобігання зазначених помилок) ускладнює вимірювальну схему. Зміна напряму струму служить оптимальним засобом для усунення поляризаційного опору. Крім мосту вони містять генератор змінного струму, а також спеціальні пристрої для випрямлення струму перед проходженням його через нуль-інструмент і для компенсації ємнісних ефектів.

Основою установки для визначення електропровідності розчину електроліту служить міст Уїтстона, утворений контуром з чотирьох опорів. На одну з діагональ моста підключений до джерела живлення від генератора синусоїдальної напруги, а на іншій діагоналі реєструється сигнал так званим індикатором нуля, в якості якого зазвичай застосують осцилограф.

Електроди в посудині виготовлені з платини. Для того щоб знизити поляризаційне опір, їх платініруют. Цим різко підвищують площа поверхні електродів, знижуючи тим самим щільність струму, що протікає. Опір судини залежить не тільки від питомої провідності розчину, площі електродів і відстані між ними, а й від взаємного розташування і об'єму розчину в посудині, так як в перенесенні електрики бере участь значно більший обсяг розчину, ніж той, який безпосередньо укладений між електродами. Тому відстань орієнтація електродів, а також обсяг розчину повинні бути строго постійними.

Методика вимірювання електричної провідності електроліту

Послідовним розведенням готували 5 розчинів лізину у воді з різними концентраціями: 0,05; 0,025; 0,01; 0,005 і 0,001. Потім наливали розчин у судину і підбирали опір таким чином, щоб синусоїда на осцилографі перетворилася в пряму лінію. У кожному досвіді знаходили постійну судини, яку використовували для обчислення питомих провідностей:

де k-постійна судини, см-1; R-опір, Ом; - питома електропровідність розчину KCl при даній температурі (з таблиці). Потім вимірювали Rх кожного розчину амінокислоти і вираховували удільні провідності. При цьому робили поправку на власну провідність води:

Використовуючи отримані значення питомих провідностей, знаходили еквівалентні провідності:

Досвід проводили 3 рази, і були отримані наступні результати: