Способ определения концентрации электролитов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

M51) G 01 N 27 02 й" "", » i"" > Ч Ч A q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "я (Г " де R эт

S и9 площадь поперечного сечения и длина фиксированного объема электролита; удельная электропроводность электролита концентрацией Х при температуре кипения Фк и началь. ной температуре

Ж(Ф g q Х) и x(tн,x}

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3413609/18-25 (22) 26.11.81 (46) 23.03.84. Бюл. Р 11 (72) П.И ° Стальнов, В.С. Прохоров и М.В. Кулаков (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения и Новомосковский филиал Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического института им. Д.И. Менделеева (53) 543.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 693210, кл. G 01 N 27/06, 1978, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 868528, кл. G 01 N 27/02, 1980 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, включающий измерение времени нагревания фиксированного в электролитической ячейке объема электролита путем пропус,кания через него электрического тока, силу которого. изменяют по закоз=з о

I . где 6 — постоянный коэффициент; время, 3д — сила тока при Т = О, „Л0„„ 861 A 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 электролита станет равным по величине падению напряжения на включенном последовательно с электролитической ячейкой эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают из условия

С

x(t x) эт s (t,х) величина эталонного сопро С тивленияр

10S1512

15 где величина эталонного ре зи стор а f

0,s, - длина и площадь поперечного сечения

20 фиксированного в электролитической ячейке обМена электролита;

x(e, Х), (1,„Х} — удельная электро25 проводность электРолита концентрацией

Х при температуре кипения Ф„ия и при начальной темпера30 TVPe н

Способ осуществляется следующим образом.

Пробу анализируемого электролита помещают (фиксируют } в электролитической ячейке, в качестве котоЗ5 рой, например, может быть применена кондуктометрическая ячейка Джонса.

Последовательно с электролитической ячейкой включают эталонный резистор с низким температурным коэф40 фициентом, например его выполняют из манганина.

Через образованную цепочку, а именно последовательно соединенные эталонный резистор и электролитичес45 кую ячейку, пропускают электрический ток, силу которого уменьшают по экспоненциальному закону. Электролит в ячейке начинает нагреваться, его удельная электропроводимость уве.

50 личивается, а сопротивление электролитической ячейки уменьшается.

С момента начала пропускания тока измеряют время до тех пор, пока падение напряжения на электролитической ячейке станет равным по вели55 чине падению напряжения на эталонном резисторе.

По известной функциональной зависимости между измеренным временем и концентрацией, которую получают

60 ранее при градуировке путем последовательного заполнения электролитической ячейки растворами электролита известной концентрации и измерения времени, определяют концентра цию анализируемого электролита.

Изобретение относится к аналитичес кому приборостроению и может применяться в промышленности, например химической, для анализа бинарных растворов электролитов.

Известен способ определения концентрации электролитов, который заключается в нагревании фиксированного 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 способ определения концентрации электролитов, включающий измерение времени нагревания фиксированного в электролитической ячейке объема электролита путем пропускания через него электрического тока, силу которого изменяют по закону

З=З 6 где 6 - постоянный коэффициент; время;

Эо — сила тока при т = О, а концентрацию электролита определяют по времени нагревания при известной функциональной 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 уменьшению силы тока. Ток уменьшается за счет образования парогазовых промежутков в электролитической ячейке, которые приводят к резкому увеличению ее сопротивления 123.

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, включающему измерение времени нагревания фиксированного в электролитической ячейке объема электролита путем пропускания через него электрического тока, силу которого изменяют по закону -d t з=з,е, (1} где 6 — постоянный коэффициент; — время, 3z — сила тока при = О, а концентрацию электролита определяют по времени нагревания при известной функциональной зависимости между этим временем и концентрацией, измерение времени ведут до мо5 мента, когда падение напряжения на фиксированном объеме электролита ста. нет равным по величине падению напряжения на включенном последовательно с электролитической ячейкой

)p эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают из условия

Х. <р

s ж(аю„,х) эт 5 м(а„,х) (}

1081512

Составитель В. Филатова

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Фанта Корректор A. Тяско

Заказ 1539/38 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

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

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

Падение напряжения 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 возможными измерения по предлагаемому способу, электролит не должен нагреваться выше 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 кондуктометри5 ческую ячейку Джонса с постоянной

150 см . Величину эталонного резистора выбирали из у дловия, чтобы нагревание 55 вес.% ННО осуществлялось до температуры, когда ее удельная

10 электропроводимость достигала значения 99 Ом "м 1 Начальная темпераО тура азотной кислоты 60 С. Нагревание проводят током, сила которого изменяется по закону,",(= О, 25 4 .

По сравнению с известным способом, когда электролит нагревают до температуры кипения, абсолютная погрешность определения концентрации в предлагаемом в 4,67 раза меньше.

20 Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения концен-. трации 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 напряже3р ния на включенном последовательно с электролитической ячейкой эталонном резисторе, сопротивление которого выбирают аналогично описанному.