Ерітінділердің концентрациясын өлшеу | туралы қазақша

Тоқыма өндірісінде қолданылатын ерітінділер (қышқылдар, сілтілер, ағартқыш заттектер, бояғыштар және т.б.) өздерінің қасиеттерінің алуан түрлілігімен ерекшеленеді, сондықтан олардың концентрациясынбақылау үшін әртүрлі өлшеу әдістеріне негізделген концентрация түрлендіргіштеріқолданылады.

Кондуктометриялық түрлендіргіштер электролиттердің әлсіз су ерітінділерінің концентрациясынөлшеу үшін қолданылады. Олардың жұмыс істеу принципі электролиттің су ерітіндісінің үлестік электр өткізгіштігінің χ оның концентрациясыныңтәуелділігіне негізделген

мұндағы η – ерітіндінің эквиваленттік концентрациясы, моль/м3; α – электролит молекулаларының диссоциациялану дәрежесі; F – Фарадей тұрақты шамасы (Кл/моль); u₀ v₀ – градиенті 1 В/м құрайтын электр өрісінде сәйкесінше аниондар мен катиондардың шекті қозғалу жылдамдықтары, м/с; v – аниондар мен катиондардың қозғалғыштығы (u=u₀F, v=v₀F).

Н+ сутегі мен ОН гидроксиді иондарының қозғалмалылығы ең жоғары болғандықтан, ерітіндінің құрамында белгілі-бір мөлшерде тұздар (содалар, натрий сульфаты және т.б.) бар болған жағдайда қышқылдар мен сілтілердің концентрациясын бақылау мүмкіндігі туындайды. Диссоциация дәрежесі α мен иондардың қозғалмалылығы ерітіндінің температурасына байланысты, демек, ерітіндінің үлестік электр өткізгіштігі сондай-ақ оның температурасына да байланысты

мұндағы β –электр өткізгіштігінің температуралық коэффициенті (0,016-0,024 шегінде).

Сондықтан кондуктометриялық концентрация түрлендіргіштерісұлбаларына температуралық қалпына келтіру элементін енгізеді (17.1,а сурет). Кондуктометриялық өңдегіш ішінде коррозияға төзімді болаттан жасалған Э1-Э4 төрт сақиналы электрод орналасқан 2 ішкі арнасы бар оқшаулағыш материалдан жасалған ерітіндіге батырылған корпус түрінде дайындалған. Электродтарға U1 ауыспалы ток кернеуі R қосылған резистор арқылы беріледі. Ол резистордың кедергісі Э1-Э4 электродтар учаскесінің кедергісінен біршама асып түседі. Соның салдарынан кіру тізбегімен өтетін Ід тогі U1 кернеуімен және R резистордың кедергісімен анықталатын болады. Э2-Э3 электродтарынан алынатын кернеуі былай көрсетілуі мүмкін

мұндағы R ішкі электродтардың арасындағы кернеу (R…); А — өңдегіштің константалары.

Бұл сигнал автоматты теңестіргіш белдіктің кіре берісіне беріледі. Оның белдік жүйесінің иіндерінің біреуіне ерітінді температурасының тетігі қосылған.

Кондуктометриялық концентрация түрлендіргіші ластанған ерітінділердің концентрациясын өлшеуге мүмкіндік береді. Олардың жұмысының принципіне екі трансформатордың байланысының сұйықтықтық контуры болып табылатын тетік арнасындағы сұйықтық бағанының кедергісін өлшеу жатқызылған. Өңдегіш автоматты белдікпен бірге бір кешенде жұмыс істейді. Өлшеудің негізгі қателігі межеліктік үстіңгі шегінің ±2,5% аспайды. Үлестік электр өткізгіштіктің өлшеу шегі – 1 см/с –ден 100 см/м дейін.

Сурет 10.1 Концентрация түрлендіргіш: а) кондуктометриялық; б) жоғарғы жиілікті в) гальваникалық

Жоғары жиілікті түрлендіргіштерді тұнба мен қабыршық құрайтын ерітінділер мен қатты ластанған ерітінділердің қоюлығын өлшеген кезде қолданады. Өңдегіштің құрылысы ішінде жиілігі жоғары (шамамен 3 МГц) генератор қосылған 2 индуктивтілік шарғысы орналасқан фторопласттан жасалған цилиндр тәрізді зонд болып табылады. Ерітіндінің концентрациясына қарай шарғының электр магнитті өрісі ерітіндінің ішінде құйынды токтарды туындатады, ал ерітінді іріктеп алатын жоғары жиілікті энергия контур параметрлері мен жиілігі жоғары генератор амплитудасының өзгеруіне алып келеді. Бұл ерітіндінің концентрациялық функциясында тіркеледі.

рН сутек көрсеткішінің гальваникалық өңдегіштері сутек иондарының белсенділігін өлшеу принципі бойынша жұмыс істейді. Ол белсенділік бойынша қышқылды және сілтілі орталардың концентрациясытуралы пайымдауға болады. Іс жүзінде ерітінділердің қасиеттері рН=… көрсеткішімен сипатталады, мұндағы аН – сутек иондарының белсенділігі болып табылады. Күшті қышқылдардан күшті сілтілерге көшу кезінде рН 0-ден 14 дейін өзгереді, ал бейтарап орталар үшін рН=7. рН өлшеу үшін екі электроды: өлшеу электроды, мысалы шыны электроды, және салыстыру электроды (көбінесе хлоркүміс) бар гальваникалық элементті қолданады.

10.1, в суретте 1 каломель жартылай элементінен және 2 шыны өлшеу электродынан құралатын гальваникалық өңдегіш көрсетілген. Каломель жартылай элементінің электроды каломельдің қиын еритін қаныққан ерітіндісінде болатын сынап болып табылады. Жартылай элемент сынақтан өткізіліп жатқан ерітіндімен КСL қаныққан ерітінді арқылы байланысады. Бұл диффузионды потенциалдардың КСl ерітіндісінің шектерінде төмен мәнге ие болатындай жағдайға дейін азаюын қамтамасыз етеді.

2 шыны электрод шынытүтіктің ұшында қалыптасқан жұқақабырғалы шыны түтік болып табылады. Шыны-ерітінді шегіндегі ерітіндіде ерітіндінің сутекті иондарының белсенділігіне байланысты потенциалдар айырмасы пайда болады. 2 электродын мәні рН тең, ішіне 3 хлоркүміс электрод орнатылған ерітіндіге толтырады. Өңдегіштің ЭДС-і 1 және 3 ЭДС электродтарынан құрастырылады.

Қайталама құралдар ретінде кіру кедергісі жоғары рН-метрияға арналған потенциометрлер қолданылады. Температурасы 10-1000С тең рН ерітінділерді өлшеген кезде қайталама құрал бойынша негізгі қате +2%-дан аспайды.