Elektr o'tkazuvchanligini o'lchashga asoslangan tahlil usuli konduktometriya deb ataladi.
Konduktometriy - bu eng eski fizik-kimyoviy tahlil usullaridan biri hisoblanadi. Konduktometrik tahlil usullari, to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita aniqlash usulida qo'llaniladi.
Elektr o'tkazuvchanligi. Elektr energiyasi bilan ishlovchi zarralarning tabiatiga qarab, o'tkazgichlar birinchi turdagi konstruktorlarga bo'linadi - elektronlar elektr energiyasi bilan o'tkaziladi va ikkinchi turdagi konstruktorlar - bu ionlar elektr energiyasi bilan o'tkaziladi. Agar vosita R ning qarshiligi bo'lsa, uning elektr o'tkazuvchanligi W tengdir.
W = (1)
Elektr o'tkazuvchanlik o'lchov birligi qarshilik o'lchov birligining teskari tomoni ekanligi ochiq-oydin; Elektr o'tkazuvchanligi teskari OMAX (OM-1 ) o'lchanadi.
Fizika va fizika- kimyoviy ma’lumotlarga asoslanib, bir nechta tenglamalar keltirish mumkin:
R= (2)
W = = x· (3)
bu erda : - qarshilik; x - o'tkazuvchanlik; S - O’tao'tkazuvchilar tasavvurlar maydoni; L - O’tao'tkazuvchilar uzunligi.
Solishtirma qarshilik deb, 1 sm uzunlikdagi va 1 sm2 yuzaga ega bo’lgan moddadagi ko’ndalang qarshilikka aytiladi. Solishtirma qarshilikka teskari bo’lgan kattalik esa solishtirma elektro’tkazuvchanlik deb ataladi.
Sof moddalarning o'tkazuvchanligi uning tabiatiga, haroratiga va eritmaning o'tkazuvchanligiga va uning kontsentratsiyasiga bog'liqdir.
Ma'lum elektr o'tkazuvchanligining haroratga bog'liqligi quvvatli ketma-ketlik bilan ifodalanishi mumkin, unda fizik-kimyoviy tahlilning amaldagi maqsadlari uchun dastlabki uchta a'zo bilan cheklash yetarli:
X = xo(1 + αt + βt2) (4)
bu erda α va β eritmaning xarakteriga va uning konsentratsiyasiga bog’liq koeffitsientlaridir.
Ko'p hollarda chastotali o'lchovlar doimiy haroratda o'tkazilganligi sababli fizik-kimyoviy usullar qo'llanilishida kamdan-kam hollarda qo'llaniladi.
Bunday holda, agar kerak bo'lsa, p0 ,α va β koeffitsientlarining qiymatlari topiladi.
Elektr o'tkazuvchanlik konsentratsiyaga bog'liqligi grafik jihatdan ifodalanishi mumkin;
Kuchsiz elektrolit - sirka kislotaning elektr o’tkazuvchanligi HCl va KOH eritmalarining elektr utkazuvchanligiga (2.48 va 2.49-rasm) nisbatan anchagina kam. O’rtacha yuqori konsentratsiya eritmalarda konsentratsiyaning ortishi bilan elektr o’tkazuvchanlikning ortib borishi ionlar miqdorining ortib borishi tufayli bo’ladi, lekin konsentratsiyalangan eritmalarda elektr o’tkazuvchanlikning pasayi-shiga olib keluvchi boshqa jarayonlar xam sodir bo’ladi. Konsentrlangan eritmalarda ionlar o’rtasidagi o’zaro tasirida kuchlari ko’payadi va natijada ionlar assotsiativno yoki ion juftlari xosil bу́lib, ular eritmaning qovushoqligini orttiradi va xarakat-lanish tezligini kamaytirib boshqa effektlar xam yuzaga keladi.
Analitik ulchashlar uchun egri chizikning solishtirma elektr o’tkazuvchanlik ortib boradigan qismidan , yani suyultirilgan va konsentrlangan eritmaga to’g’ri keladigan qismidan foydalaniladi. Elektrolitning konsentratsiyasi kamayishi bilan ekvivalent elektr o’tkazuvchanligi xam kamayadi.
Konduktometrik aniqlashlarning prinsipial sxemasi.
Bu generotordan o’zgaruvchan tok bilan taminlanovchi oddiy UINSTON ko’prikchasidan iborat. Bunda doimiy tok ishlatib bo’lmaydi. Chunki u eritmaning elektrolizini sodir kidali.
Konduktometrik o’lchashlarda ishlatiladigan yacheyka.
Ma'lum elektr o'tkazuvchanligining kontsentratsiyaga bog'liqligini 1- rasmda keltirilgan. Bu rasmdan ko'rinib turibdiki, ko'p elektrolitlar 5 dan 10 g - EKV/ l gacha bo’lgan konsentratsiyada maksimal elektro'tkazuvchanligiga ega bo’ladi.
Ko'p hollarda, o'tkazuvchanlik o'rniga, ekvivalent va molyar o'tkazuvchanliklardan foydalanish kerak.
Ekvivalent yoki molyar elektro’tkazuvchanlik deb, 1 sm3 yuzdagi gramm-ekvivalentlar yoki gramm-mollarda ifodalanadigan solishtirma elektr-o’tkazuvchanlikka aytiladi.
Elektr o'tkazgichlarining bu qiymatlari o'rtasida oddiy bog’liqlik mavjud:
λ = (5)
va
μ = (6)
Elektr o'tkazuvchanligi kabi, molyar va ekvivalent elektr o'tkazuvchanlik haroratga, moddaning tabiati va uning kontsentratsiyasiga bog'liq bo’ladi. Molyar va mos keladigan elektr o'tkazuvchanliklarning konsentratsiyaga bog'liqligi muhimdir. Ko'pgina elektrolitlar uchun bu bog'liqlik tenglama bilan ifodalanishi mumkin:
λ =λ∞- a(7)
a - doimiy.
(2) formulada λ-ning bog’liqligi 𝖞 da ko'rsatilgan. Ulardan ko'rinib turibdiki, bu ,og’liqlikning to'g'riligi biroz sindirilib, yuqoridagi tenglikning yaqinlashishini ko'rsatadi. Konsentratsiyadagi pasayish bilan - cheksiz katta dilüsyon - elektrolitlar va haroratga qarab, teng elektr o'tkazuvchanligi doimiy qiymatga ega - λ∞. Ushbu miqdor cheksiz suyultirish yoki maksimal elektr o'tkazuvchanligi deb ataladi (ba'zan λo bilan belgilanadi).
Cheksiz dilüsyon bilan teng bo'lgan ekvivalentlik, tarkibini bir qismi bo'lgan anion va kation tabiatiga qarab, ikki atamalarning yig'indisi sifatida ifodalash mumkin:
λ∞ = U + V (8)
Bu atamalar ionlarning yoki ularning harakatchanliklarining cheklangan ekvivalent elektr o'tkazuvchanligi deb ataladi. Shunday qilib, chekli efektli elektr o'tkazuvchanligi ionlarning harakatlanish yig’indisiga teng. Ion harakatchanlik qiymatlari suyultirilgan probirkalarning elektr o'tkazuvchanligini hisoblashda juda tez ishlatilishi kerak. Ionlarning harakatlanish qiymatlari har qanday ma'lumotnomada mavjud. Kationlar va anionlar uchun 35 dan 70 OM-1g-EkV-1sm2 oralig'ida, ular faqat ikkita ion uchun bu qiymatlardan oshib ketadi:
H + V = 315 va OH-V = 174 (9)
Tenglama (9) dan shuni yaqqol ko'rish mumkinki, elektr o'tkazuvchanligi va konsentratsiyasining tengligi o'rtasida murakkab bo’lsa ham aniq bog’liqlik bor. Xuddi shu bog’liqlik o'ziga xos va molyar o'tkazuvchanlik uchun mavjud. Bu holat bizga konduktometrik fizik-kimyoviy tahlil qilishning to'g'ridan-to'g'ri usuli sifatida ishlatishga imkon beradi va tahlil qilingan eritmaning konsentratsiyasi elektr o'tkazuvchanlik qiymati bilan bevosita aniqlanadi.
Masalan, CaO tarkibiga qarab toza ohak suvining o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi quyidagicha o'zgaradi:
CaO tarkibi, g / l. ……. 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
X·103 OM-1·Sm-1 ……..1.62 3.13 4.57 5.96 7.50 8.60
Konsentratsiyaning elektr o'tkazuvchanligiga bog'liqligini va tahlil qilingan CaO eritmasining elektr o'tkazuvchanligini topish grafikasini yaratib, uning kontsentratsiyasini jadvalga muvofiq topishingiz mumkin. Shunga qaramasdan, eng kichik qatlamlar elektrokimyoviy o'tkazuvchanlikni sezilarli darajada o'zgartirib, tahlil natijalarini buzib ko'rsatishi kerak. Ushbu usul laboratoriya amaliyotida cheklangan foydalanishga ega, ammo turli xil kimyoviy ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatik boshqarishda ishlatiladi.