bu yerda σ — eritmannng solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi; Sm/sm; L — elektrodlar orasidagi masofa, sm; S — elektrodlarning yuzi, sm2.
Konduktometrik o‘lchashlar amaliyotida L/S nisbat o‘lchash yacheykalarning tajribada aniqlanadigan konstantalari degan nom oldi. Buning uchun yacheyka etalon eritma bilan to‘ldiriladi (bu eritma sifatida, odatda, kaliy xloridning eritmasidan foydalaniladi), yacheykaning qarshiligi o‘lchanadi va quyidagi teglamadan K ning kataligi aniqlanadi:
, (24,3)
bu yerda R — elektrodlar orasidagi o‘lchangan qarshilik, Om; σ1 — etalon eritmaning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi,Sm/sm.
Elektr o‘tkazuvchanlikni o‘lchashda sanoat chastotasidagi yoki chastotasi oshirilgan o‘zgarmas tokdan ham, o‘zgaruvchan tokdan ham foydalanish mumkin.
Ikki elektrodli o‘lchash yacheykasi bilan bir qatorda to‘rtta elektrodi bor yacheykalardan ham foydalaniladi (24,2-rasm). Tok eritmada ikki tashqi elektrodlar 1 va 4 orasida o‘tadi, bu elektrodlar kuchlanish manbai U1 ga ulangan bo‘ladi. Rezistor R ning cheklovchi qarshiligi kattaligi tufayli yacheyka zanjiridagi tok kuchi I, eritmaning qarshiligi o‘zgarishidan qat'iy nazar, o‘zgarmasdan qoladi. Ikki ichki elektrod 2 va 3 potensiometr vazifasini bajaradi va eritmada kuchlanish tushuvini o‘lchash uchun mo‘ljallanadi:
∆U2.3=I∙RYa , (24,4)
bu yerda Rya = K/σ — elektrodlar 2 va 3 orasidagi eritmaning qarshiligi (K — to‘rt elektrodli o‘lchash yacheykasiniig konstantasi, u elektrodlar 2 va 3 ning oralig‘iga va ular sirtining yuziga bog‘liqdir).
Binobarin,
(24,5)
bu yerda K=K∙I=const.
Shunday kilib, elektrodlar 2 va 3 orasidagi potensiallar farqi nazorat qilinayotgan eritmaning konsentratsiyasi bilan bir qiymatda aniqlanadi. O‘lchanadigan kattalik ∆U2,3 muvozanatlovchi ko‘prikning a va b uchlaridagi potensiallar ayirmasi Uab bilan taqqoslanadi. Agar Uab ≠ ∆U2,3 bo‘lsa, u holda elektron kuchaytirgich EK ning kirishiga muvozanatning buzilish signali ∆Ux=∆Uab —∆U2,3 kiradi. Muvozanat vaqtida Uab = ∆U2,3 bo‘ladi, bu yerda, elektrodlar 2 va 3 zanjirida tok bo‘lmaydi.
O‘lchashdagi harorat xatoliklarini avtomatik kompensatsiyalashni muvozanatlovchi ko‘prikning yelkalaridan biriga ulangan metall qarshilik termometri Rt bajaradi. Nazorat qilinayotgan eritmaning harorati o‘zgarganida, Rt qarshilik ham o‘zgaradi, buning natijasida potensiallar ayirmasi Uab ham o‘zgaradi. Rt o‘zgargandagi orttirma ∆Uab (∆t) nazorat kilinayotgan eritmaning harorati o‘zgarishi ∆t tufayli hosil bo‘lgan orttirma ∆U2,3 (∆t) ga kattaligi jihatidan teng va ishorasi jihatidan qarama-qarshi bo‘lishi kerak. Bu tenglikka kompensatsiyalovchi ko‘prikning parametrlarini (R1, R2, R3 rezistorlarning qarshiliklarini) hamda kuchlanish U2 ni tanlash yo‘li bilan erishiladi.
Eritmalarning elektr o‘tkazuvchanligi haroratga juda bog‘liq. Eritma harorati 1°S ga ortsa, uning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi 1,5—2% ga oshadi. Eritmalarning harorati amalda juda keng chegaralarda o‘zgaradi, shuning uchun konduktometrik konsentratomerlar harorat o‘zgarishining o‘lchash natijalariga ta'sir qilishini bartaraf qiluvchi avtomatik kompensatorlarga ega bo‘lishi kerak. Sanoatda avtomatik harorat kompensatorlari eng ko‘p tarqalgan bo‘lib, suyuqlikli kompensatorlar ularning turlaridan biridir.
Suyuqlikli kompensator parametrlari o‘lchash yacheykasining parametrlariga o‘xshash elektrod datchikdan iboratdir. Kompensator elektr o‘tkazuvchanlik harorat koeffitsienti nazorat qilinayotgan suyuqlikning harorat koeffitsientiga taxminan teng bo‘lgan etalon suyuqlik bilan to‘ldiriladi. Kompensator nazorat qilinayotgan suyuqlikka konsentratomerning o‘lchash yacheykasi bilan birgalikda kiritiladi. Kompensator ko‘prikli o‘lchash sxemasining yelkasiga ulanadi. Etalov va nazorat qilinayotgan suyuqlikning haroratlari bir xil bo‘lganligi va harorat koeffitsientlari bir-biriga yaqin bo‘lganligi sababli haroratlar o‘zgarganida, o‘lchash yacheykasi qarshiligining o‘zgarishini suyuqlikli kompensatorning qarshiligining o‘zgartirish yo‘li bilan to‘la kompensatsiyalash mumkin.
Sulfat kislota konsentratomeri KSO-u (24,4-rasm) eritmadagi sulfat kislota konsentratsiyasini nazorat qilish, qayd etish va rostlash uchun mo‘ljallangan.
Konsentratomer elektrodli datchik 1 va ikkilamchi asbob 2 KSMZ dan iborat. Konsentratomerning datchigi idishdan iborat bo‘lib, uning ichiga teshiklar bilan yonma-yon qilib past tomoni ochiq stakan o‘rnatilgan hamda o‘lchash va taqqoslash yacheykalari joylashtirilgan. O‘lchash yacheykasi ikkita o‘lchash elektrodidan iborat bo‘lib, ularning har qaysisi elektrod kavsharlangan ochiq shisha naychadan iborat. Taqqoslash yacheykasi haroratni avtomatik tarzda kompensatsiyalash uchun mo‘ljallangan bo‘lib, shisha naychaga kavsharlangan elektrodlardan iboratdir, naychalarga sulfat kislota to‘ldirilgan bo‘ladi, uning konsentratsiyasi esa asbob shkalasidagi o‘rta belgiga mos keladi.
Elektr o‘tkazuvchanlik muvozanatdagi ko‘prik sxemasi bo‘yicha o‘lchanadi, o‘lchaydigan Rx va takqoslaydigan Rt elektrod yacheykalari ko‘prikning ikki yelkasi bo‘lib xizmat qiladi. Ko‘prik sxemasining qolgan ikki yelkasini o‘zgarmas rezistorlar R4, R5, R6, R7 va shuntlovchi rezistorlari R2 hamda R3 va reoxord R1 tashkil qiladi. Ko‘prik sanoat chastotasidagi o‘zgaruvchan tok bilan ta'minlanadi. O‘lchash sxemasidagi tok kuchi o‘zgaruvchan tok manbaiga parallel qilib ko‘prikning ta'minlash diagonaliga ulangan rezistor R8 ni siljitish yo‘li bilan rostlanadi.
Datchik orqali oqib o‘tadigan eritmaning konsentratsiyasi o‘zgarganda o‘lchash yacheykasining qarshiligi o‘zgaradi, buning natijasida o‘lchash ko‘prigining muvozanati buziladi. Nomuvozanat kuchlanishi KSMZ ko‘prikning elektron kuchaytirgichi EK transformatori Tr ning birlamchi chulg‘amiga kelib, kuchaytiriladi va reversiv dvigatel RD ning rotorini aylantiradi, bu dvigatel reoxord R1 ning surilgichi va asbob strelkasi bilan kinematik bog‘langan bo‘ladi.
Konsentratomerning o‘lchash chegaralari: 75—79; 93—96 va 95-99% sulfat kislota. Asosiy xatolik ±0,2 dan ±0,5% gacha.
KK rusumidagi konduktometrlar suyuqlikli analizatorlarning keng tarqalgan turlariga kiradi, ularda ikki va to‘rt elektrodli o‘zgartkichlar ham, kontaktsiz o‘zgartkichlar ham bo‘ladi. Bu rusumdagi asboblar yordamida ish haroratlari diapazoni 25±15°S va chegaraviy asosiy xatolik ±2,5% bo‘lganida 10-6 dan 1 Sm/sm gacha bo‘lgan elektr o‘tkazuvchanlikni o‘lchash mumkin.
Elektrodli konduktometrlarning eng katta kamchiligi elektrodlarning qutblanishi va elektrodlar sirtida sodir bo‘ladigan elektrkimyoviy reaksiyalarda hosil bo‘ladigan moddalar bilan ifloslanishi, shuningdek, eritmadagi mavjud mahsulotlar bilan ifloslanishidir.
Zichlikni o‘lchash va nazorat qilish usullari va asboblari
Moddalarning zichligi texnologik mahsulotning sifatini ba'zi hollarda esa tarkibini ham xarakterlovchi asosiy parametrlardan hisoblanadi. Zichlikni avtomatik o‘lchash asboblari kimyo, oziq-ovqat va boshqa sanoat tarmoqlaridagi bir qator jarayonlarni avtomatlashtirishdagi muhim vositalardan hisoblanadi. Masalan, bug‘latuvchi qurilmalar, absorber, distillyasion, rektifikatsion va boshqa uskunalarni nazorat qilish hamda boshqarishda zichliklarni uzluksiz o‘lchab turilishini talab qiladi. Ba'zi ishlab chiqarishda suyuqliklarning zichligi erigan modda konsentratsiyasini aniqlash maqsadida o‘lchanadi.
Modda massasining hajmiga nisbati zichlik deyiladi, ya'ni
, (27,1)
bu yerda — zichlik, kg/m3; m — moddaning massasi, kg; V — moddaning hajmi, m3.
|
