Oʻtkazuvchanlik (elektrolitik)

Elektrolit eritmasining oʻtkazuvchanligi (yoki oʻziga xos oʻtkazuvchanligi) uning elektr tokini oʻtkazish qobiliyatining oʻlchovidir. SI oʻtkazuvchanlik birligi Siemens nomiga metr (S/m).

Oʻtkazuvchanlik oʻlchovlari koʻplab sanoat va ekologik dasturlarda eritmadagi ion miqdorini tez, arzon va ishonchli oʻlchash usuli sifatida muntazam ravishda qoʻllanadi^[1]. Misol uchun, mahsulot oʻtkazuvchanligini oʻlchash suvni tozalash tizimlarining ishlashini kuzatish va doimiy ravishda tendentsiya qilishning odatiy usuli hisoblanadi. Aslida elektrolitiklar moddalarni ajratib olish uchun ham foydalaniladi.

distillangan suv elektrolitik emas balki eritmalar elektrolitiklar deb ataladi.

Koʻpgina hollarda, oʻtkazuvchanlik toʻgʻridan-toʻgʻri erigan qattiq moddalar (TDS) bilan bogʻliq. Yuqori sifatli deionizatsiyalangan suv taxminan 0,05 oʻtkazuvchanlikka ega 25 da mS/sm °C, odatdagi ichimlik suvi 200-800 oraligʻida mS/sm, dengiz suvi esa 50 ga yaqin mS/sm ^[2] (yoki 0,05 S/sm).

Oʻtkazuvchanlik anʼanaviy ravishda elektrolitni Wheatstone koʻprigiga ulash orqali aniqlanadi. Suyultirilgan eritmalar Kolrauschning ion hissalarining konsentratsiyaga bogʻliqligi va qoʻshimchalilik qonunlariga amal qiladi. suyuqliklar 2turga boʻlinadi elektrolitlar va elektrolitmaslar

Birliklar

SI oʻtkazuvchanlik birligi S / m va agar boshqacha shart boʻlmasa, u 25 ga ishora qiladi °C. Anʼanaviy mS/sm birligi koʻproq uchraydi.

Odatda ishlatiladigan standart katakning kengligi 1 ga teng sm, va shuning uchun havo bilan muvozanatda juda toza suv uchun megohm deb nomlanuvchi taxminan 10 ⁶ ohm qarshilikka ega boʻladi. Ultra toza suv 18 megohm yoki undan koʻproqqa erisha oladi. Shunday qilib, oʻtmishda megohm-sm ishlatilgan, baʼzan „megohm“ deb qisqartirilgan. Baʼzan oʻtkazuvchanlik „microsiemens“ da beriladi (birlikdagi masofa atamasi hisobga olinmaydi). Bu xato boʻlsa-da, uni koʻpincha anʼanaviy mS/sm ga teng deb hisoblash mumkin. Koʻpincha, tipografik cheklovlar bilan mS / sm uS / sm sifatida ifodalanadi.

Oʻtkazuvchanlikning umumiy erigan qattiq moddalarga aylanishi namunaning kimyoviy tarkibiga bogʻliq va 0,54 dan 0,96 gacha oʻzgarishi mumkin. Odatda, konvertatsiya qattiq moddaning natriy xlorid ekanligini hisobga olgan holda amalga oshiriladi; 1 mS/sm keyin taxminan 0,64 ga teng 1 kg suv uchun mg NaCl.

Molyar oʻtkazuvchanlik SI birligi S ga ega m ² mol ⁻¹ . Eski nashrlarda Ō ⁻¹ birligidan foydalaniladi sm ² mol ⁻¹ .

Oʻlchov

Oʻlchov printsipi

Elektrolit eritmasining elektr oʻtkazuvchanligi qattiq masofa bilan ajratilgan ikkita tekis yoki silindrsimon elektrodlar orasidagi eritmaning qarshiligini aniqlash orqali oʻlchanadi. Suv elektrolizini minimallashtirish uchun odatda oʻzgaruvchan kuchlanish ishlatiladi. Qarshilik oʻtkazuvchanlik oʻlchagich bilan oʻlchanadi. Amaldagi odatiy chastotalar 1-3 kHz oraligʻida. Chastotaga bogʻliqlik odatda kichik, ^[3], lekin juda yuqori chastotalarda sezilarli boʻlishi mumkin, bu Debye-Falkenhagen effekti deb nomlanadi. Odatiy turmushdagi oziq -ovqatmahsulotlari ham PH koʻrsatkichi shu yoʻl bilan aniqlanadi

Savdoda keng turdagi asboblar mavjud. ^[4] Koʻpincha, ikki turdagi elektrod sensori ishlatiladi, elektrodga asoslangan sensorlar va induktiv sensorlar. Statik konstruktsiyali elektrod sensorlari past va oʻrtacha oʻtkazuvchanlik uchun mos keladi va har xil turdagi ikkita yoki toʻrtta elektrodga ega, bu yerda elektrodlar qarama-qarshi, tekis yoki silindrda joylashtirilishi mumkin. ^[5] Ikki qarama-qarshi joylashgan elektrodlar orasidagi masofa oʻzgarishi mumkin boʻlgan moslashuvchan dizaynga ega elektrod xujayralari yuqori aniqlikni taʼminlaydi va yuqori oʻtkazuvchanlik muhitini oʻlchash uchun ham ishlatilishi mumkin. ^[6] Induktiv sensorlar ogʻir kimyoviy sharoitlarga mos keladi, ammo elektrod sensorlariga qaraganda kattaroq namuna hajmini talab qiladi. ^[7] Oʻtkazuvchanlik sensorlari odatda maʼlum oʻtkazuvchanlik KCl eritmalari bilan kalibrlanadi. Elektrolitik oʻtkazuvchanlik yuqori haroratga bogʻliq, ammo koʻplab tijorat tizimlari haroratni avtomatik tuzatishni taklif qiladi. Koʻpgina umumiy echimlar uchun mos yozuvlar oʻtkazuvchanlik jadvallari mavjud. ^[8]

Taʼriflar

Qarshilik, $R$ , elektrodlar orasidagi masofaga, $l$ ga proportsionaldir va namunaning $A$ koʻndalang kesimi maydoniga teskari proportsionaldir (yuqoridagi rasmda $S$ qayd etilgan). Maxsus qarshilik yoki qarshilik uchun $ρ$ (rho) ni yozish. A yuzalarga bogʻliq kattalik

R=\rho {\frac {l}{A}}

Resistance

Amalda oʻtkazuvchanlik xujayrasi maʼlum oʻziga xos qarshilik $ρ*$ eritmalari yordamida kalibrlanadi, shuning uchun $l$ va $A$ alohida miqdorlarni aniq bilish kerak emas, faqat ularning nisbati. ^[9] Agar kalibrlash eritmasining qarshiligi $R *$ boʻlsa, $l$ va $A$ ( $C$ =) nisbati sifatida aniqlanadigan hujayra doimiysi.l⁄A), hosil boʻladi.

R^{*}=\rho \times C

Maxsus oʻtkazuvchanlik (oʻtkazuvchanlik), $κ$ (kappa) oʻziga xos qarshilikning oʻzaro taʼsiridir.

\kappa ={\frac {1}{\rho }}={\frac {C}{R}}

Oʻtkazuvchanlik ham haroratga bogʻliq . Baʼzan oʻtkazuvchanlik (qarshilik oʻzaro) $G$ = sifatida belgilanadi1⁄R Keyin oʻziga xos oʻtkazuvchanlik $κ$ (kappa):

\kappa =C\times G

Nazariya

Bitta elektrolitni oʻz ichiga olgan eritmaning oʻziga xos oʻtkazuvchanligi elektrolit kontsentratsiyasiga bogʻliq. Shuning uchun oʻziga xos oʻtkazuvchanlikni konsentratsiyaga boʻlish qulay. Molyar oʻtkazuvchanlik deb ataladigan bu koʻrsatkich $Λ m$ bilan belgilanadi

\Lambda _{\mathrm {m} }={\frac {\kappa }{c}}

Kuchli elektrolitlar

Kuchli elektrolitlar eritmada butunlay dissotsiatsiyalanadi deb taxmin qilinadi. Kuchli elektrolitlar eritmasining past konsentratsiyadagi oʻtkazuvchanligi Kolrausch qonuniga boʻysunadi

\Lambda _{\mathrm {m} }=\Lambda _{\mathrm {m} }^{0}-K{\sqrt {c}}

bu yerda $Λ$ </br> $Λ$ cheklovchi molyar oʻtkazuvchanlik sifatida tanilgan, $K$ – empirik doimiy va $c$ – elektrolitlar konsentratsiyasi. (Bu yerda cheklash „cheksiz suyultirish chegarasida“ degan maʼnoni anglatadi.) Aslida, kuchli elektrolitning kuzatilgan oʻtkazuvchanligi konsentratsiyaga toʻgʻridan-toʻgʻri proportsional boʻladi, yaʼni etarlicha past konsentratsiyalarda.

\Lambda _{\mathrm {m} }^{0}\gg K{\sqrt {c}}

Konsentratsiyaning oshishi bilan oʻtkazuvchanlik endi mutanosib ravishda oshmaydi. Bundan tashqari, Kolrausch elektrolitning cheklovchi oʻtkazuvchanligini ham aniqladi;

λ

and

λ

are the limiting molar conductivities of the individual ions.

Quyidagi jadvalda baʼzi tanlangan ionlar uchun cheklovchi molyar oʻtkazuvchanlik qiymatlari berilgan. ^[10]

Suvdagi ion oʻtkazuvchanligini cheklash jadvali 298 K (taxminan 25 °C) ^[10]
Kationlar	$λ$ </br> $λ$ / mS m ² mol ⁻¹	Kationlar	$λ$ </br> $λ$ / mS m ² mol ⁻¹	Anionlar	$λ$ </br> $λ$ / mS m ² mol ⁻¹	Anionlar	$λ$ </br> $λ$ / mS m ² mol ⁻¹
H ⁺	34.982	Ba ²⁺	12.728	OH ^-	19.8	SO2−</br> SO	15.96
Li ⁺	3.869	Mg ²⁺	10.612	Cl ^-	7.634	C</br> C O 2−</br> C	7.4
Na ⁺	5.011	La ³⁺	20.88	Br ^-	7.84	HC</br> HC O −</br> HC	4.306 ^[11]
K ⁺	7.352	Rb ⁺	7.64	men ^-	7.68	HCOO ^-	5.6
NH+</br> NH	7.34	Cs ⁺	7.68	NO-</br> NO	7.144	CO2−</br> CO	7.2
Ag ⁺	6.192	²⁺ boʻling	4.50	CH ₃ COO ^-	4.09	HSO2−</br> HSO	5.0
Taxminan ²⁺	11.90			ClO-</br> ClO	6.80	SO2−</br> SO	7.2
Co(NH</br> Co(NH) 3+</br> Co(NH	10.2			F ^-	5.50

Manbalar

↑ Gray, James R. „Conductivity Analyzers and Their Application“, . Environmental Instrumentation and Analysis Handbook Down, R. D.: . Wiley, 2004 — 491–510-bet. ISBN 978-0-471-46354-2.
↑ „Water Conductivity“. Lenntech. Qaraldi: 2013-yil 5-yanvar.
↑ Marija Bešter-Rogač and Dušan Habe, „Modern Advances in Electrical Conductivity Measurements of Solutions“, Acta Chim. Slov. 2006, 53, 391-395 (pdf)
↑ Boyes, W.. Instrumentation Reference Book, 3rd., Butterworth-Heinemann, 2002. ISBN 0-7506-7123-8. Qaraldi: 2009-yil 10-may.
↑ Gray, p 495
↑ Doppelhammer, Nikolaus; Pellens, Nick; Martens, Johan; Kirschhock, Christine E. A.; Jakoby, Bernhard; Reichel, Erwin K. (2020-10-27). "Moving Electrode Impedance Spectroscopy for Accurate Conductivity Measurements of Corrosive Ionic Media". ACS Sensors 5 (11): 3392–3397. doi:10.1021/acssensors.0c01465. PMID 33107724. PMC 7706010. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7706010.
↑ Ghosh, Arun K.. Introduction to measurements and instrumentation, 4th ed., Eastern economy, Delhi: PH Learning, 2013. ISBN 978-81-203-4625-3. OCLC 900392417.
↑ „Conductivity ordering guide“. EXW Foxboro (1999-yil 3-oktyabr). 2012-yil 7-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2013-yil 5-yanvar.
↑ „ASTM D1125 - 95(2005) Standard Test Methods for Electrical Conductivity and Resistivity of Water“. Qaraldi: 2009-yil 12-may.
↑ ^10,0 ^10,1 Adamson, Arthur W.. Textbook of Physical Chemistry. London: Academic Press inc., 1973 — 512-bet.
↑ Bešter-Rogač, M.; Tomšič, M.; Barthel, J.; Neueder, R.; Apelblat, A. (2002-01-01). "Conductivity Studies of Dilute Aqueous Solutions of Oxalic Acid and Neutral Oxalates of Sodium, Potassium, Cesium, and Ammonium from 5 to 35 °C" (en). Journal of Solution Chemistry 31 (1): 1–18. doi:10.1023/A:1014805417286. ISSN 1572-8927. https://doi.org/10.1023/A:1014805417286.

Havolalar

[Gray-1] Gray, James R. „Conductivity Analyzers and Their Application“, . Environmental Instrumentation and Analysis Handbook Down, R. D.: . Wiley, 2004 — 491–510-bet. ISBN 978-0-471-46354-2.

[2] „Water Conductivity“. Lenntech. Qaraldi: 2013-yil 5-yanvar.

[3] Marija Bešter-Rogač and Dušan Habe, „Modern Advances in Electrical Conductivity Measurements of Solutions“, Acta Chim. Slov. 2006, 53, 391-395 (pdf)

[4] Boyes, W.. Instrumentation Reference Book, 3rd., Butterworth-Heinemann, 2002. ISBN 0-7506-7123-8. Qaraldi: 2009-yil 10-may.

[5] Gray, p 495

[6] Doppelhammer, Nikolaus; Pellens, Nick; Martens, Johan; Kirschhock, Christine E. A.; Jakoby, Bernhard; Reichel, Erwin K. (2020-10-27). "Moving Electrode Impedance Spectroscopy for Accurate Conductivity Measurements of Corrosive Ionic Media". ACS Sensors 5 (11): 3392–3397. doi:10.1021/acssensors.0c01465. PMID 33107724. PMC 7706010. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7706010.

[7] Ghosh, Arun K.. Introduction to measurements and instrumentation, 4th ed., Eastern economy, Delhi: PH Learning, 2013. ISBN 978-81-203-4625-3. OCLC 900392417.

[8] „Conductivity ordering guide“. EXW Foxboro (1999-yil 3-oktyabr). 2012-yil 7-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2013-yil 5-yanvar.

[9] „ASTM D1125 - 95(2005) Standard Test Methods for Electrical Conductivity and Resistivity of Water“. Qaraldi: 2009-yil 12-may.

[Adamson_1973-10] 10,0 ^10,1 Adamson, Arthur W.. Textbook of Physical Chemistry. London: Academic Press inc., 1973 — 512-bet.

[11] Bešter-Rogač, M.; Tomšič, M.; Barthel, J.; Neueder, R.; Apelblat, A. (2002-01-01). "Conductivity Studies of Dilute Aqueous Solutions of Oxalic Acid and Neutral Oxalates of Sodium, Potassium, Cesium, and Ammonium from 5 to 35 °C" (en). Journal of Solution Chemistry 31 (1): 1–18. doi:10.1023/A:1014805417286. ISSN 1572-8927. https://doi.org/10.1023/A:1014805417286.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]