Αγωγιμότητα διαλυμάτων: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 1:
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα διαλύματος είναι μια μαθηματική έκφραση της ικανότητας ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Η ικανότητα αυτή εξαρτάται από την παρουσία ιόντων, το σθένος τους, την κινητικότητα τους, τη συγκέντρωση τους, τη θερμοκρασία και το ιξώδες του διαλύματος και το μέγεθος της διαφοράς δυναμικού, με την οποία γίνεται η μέτρηση.
k= η ειδική αγωγιμότητα η οποία ισούται με τοαντίστροφο της ειδικής αντίστασης, ρ, και εκφράζει την αγωγιμότηα των ιόντων που ευρίσκονται σε κύβο διαλύματος ακμής 1cm. Οι μοναδες της είναι S.cm-1.
Η ειδική αγωγιμότητα αποτελεί χαρακτηριστική σταθερά του αγωγού(διαλύματος) και δεν εξαρτάται από τα γεωμετρικά στοιχεία των ηλεκτροδίων με τα οποία γίνεται η μέτρηση.▼
Τα ηλεκτρόδια με τα οποία γίνεται η μέτρηση είναι σχεδόν πάντα πακτωμένα επάνω σε γυάλινο ή πλαστικό στέλεχος έτσι ώστε οι γεωμετρικές διαστάσεις να παραμένουν σταθερές. Το στέλεχος αυτό ονομάζεται κυψελίδα μέτρησης αγωγιμότητας. Ο λόγος των σταθερών γεωμετρικών διαστάσεων της κυψελίδας, l/A, ονομάζοται σταθερά της κυψελίδας, Κ, και εκφραζεται σε cm-1. Οπότε: k=KG.▼
Με αύξηση της θερμοκρασίας η ευκινησία των ιόντων αυξάνει κατά 2 ως 3% ανά oC, με αποτέλεσμα την αύξηση της αγωγιμότητας. Η συμπεριφορά αυτή είναι αντίθετη από εκείνη των μεταλλικών αγωγών. Η μεταβολή της αγωγιμότητας με τη θερμοκρασία δίδεται από τη σχέση: Gθ=G0[1+α(θ-θ0)] ▼
όπου: Gθ = η αγωγιμότητα του διαλύματος σε θερμοκρασία θ.▼
G0 = η αγωγιμότητα του διαλύματος σε θερμοκρασία ▼
α = ο θερμικός συντελεστής της αγωγιμότητας %k-1.▼
θ = η θερμοκρασία του διαλύματος σε 0C.▼
θ0 = η θερμοκρασία αναφοράς, συνήθως 20 ή 25 oC.▼
Η τιμή του α είναι πάντα θετική για τα υδατικά διαλύματα. Ο παραπάνω τύπος ισχύει μόνο για θερμοκρασία 20C περίπου από την θερμοκρασία αναφοράς. Την ειδική αγωγιμότητα μπορούμε να την υπολογίσουμε άμεσα με την εξίσωση: ▼
▲
▲
▲
Την ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα την μετράμε με κυψελίδες αγωγιμότητας με δυο ηλκετρόδια και με τέσσερα ηλεκτρόδια.▼
Οι πιο κοινές κυψελίδες μέτρησης είναι βυθιζόμενου τύπου και χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια από λευκόχρυσο με επιφάνεια κατά προσέγγιση 1cm2. Η ηλεκτρόλυση των ιόντων στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων είναι ανεπιθύμητη και αποφεύγεται με τη χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος αρκετά υψηλής συχνότητας. Η ηλεκτρολυτική απόθεση στρώματος μαύρου σπογγώδους λευκόχρυσου οδηγεί σε αύξηση της δραστικής επιφάνειας των ηλεκτροδίων της πλατίνας, η οποία συνεισφέρει και αυτή στην αποφυγή της ηλεκτρόλυσης. Ανάλογα με το προς μέτρηση διάλυμα μεταβάλλεται και το είδος της κυψελίδας που θα χρησιμοποιήσουμε. Τα κριτήρια για την επιλογή της κατάλληλης κυψελίδας είναι: η μετρούμενη αγωγιμότητα του διαλύματος να βρίσκεται μέσα στα όρια λειτουργίας του αγωγιμόμετρου και η μετρούμενη αγωγιμότητα του διαλύματος να βρίσκεται μέσα στα όρια από 1,010-4 έως 2,010-3 προκειμένου να έχουν οι μετρήσεις ακρίβεια της τάξης του 0,1%. ▼
Η ακριβής αριθμητική τιμή Κ μιας κυψελίδας υπολογίζεται με τη βοήθεια προτύπων υδατικών διαλυμάτων του άλατος KCl σε συνδυασμό με την εξίσωση k=KG σε σταθερή θερμοκρασία.▼
▲
▲
▲
▲
Ειδικές αγωγιμότητες k(mS.cm-1), υδατικών διαλυμάτων KCl σε διάφορες θερμοκρασίες
Γραμμή 74 ⟶ 72 :
111,80
i.Αν την βάλουμε σε αραιό διάλυμα υγρού απορρυπαντικού.
ii.Αν την βάλουμε σε χρωμοθειϊκό οξύ για μικρό διάστημα.
iii.Σε διάλυμα νιτρικού οξέος 1Μ.
Οι κυριότερες συσκευές που χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της αγωγιμότητας είναι:
i.Αγωγιμόμετρα άμεσης ανάγνωσης, που παρέχουν συνεχή ένδειξη της αγωγιμότητας ενός διαλύματος και έχουν ακρίβεια περίπου 0,1%.
ii.Αγωγιμόμετρα με γέφυρα(Wheaston), που έχει ακρίβεια περίπου 0,01% , αλλά η εξισορρόπηση της γέφυρας είναι χρονοβόρα.
|