Konduktometriya – bu elektr o’tkazuvchanlikni o’lchashga asoslangan
turli fizikaviy-kimyoviy kattaliklarni aniqlash uslubidir.
Ushbu uslubning asoschisi – nemis fizigi Friedrich W. Kolraush birinchi
bo’lib 1885 yilda, kuchli elektrolitlar eritmalarining elektr o’tkazuvchanligini
kontsentratsiyaga bog’liqligini tenglamasini taklif etdi. Eritmalarning elektr
o’tkazuvchanligi tashqi kuchlanish manbai ta’siri ostida eritilgan moddalarning
ajralishi va shakllangan ionlarning ko’chishiga (migratsiyasiga) asoslanadi.
1840-1910. Friedrich Wilhelm Georg Kolraush.
Harakatlanadigan ionlar elektr toki maydonida eritma molekulalari
tomonidan – relaksatsiya effekti – va qarama-qarshi zaryadlangan ionlar
tomonidan tormozlantiruvchi ta’sirni sezishadi – elektroforetik effekt. Ushbu
tormozlanish natijasida eritma elektr tokini o’tishiga qarshilik ko’rsatadi. Ya’ni
elektr o’tkazuvchanlik (W) – bu qarshilikka teskari kattalikdir:
W = 1/R (2.4)
Elektrolitlar eritmalarining tashqi elektr maydoni ta’siri ostida elektr tokini
o’tkazishi elektr o’tkazuvchanlik deb ataladi. Simens (S) elektr
o’tkazuvchanlikning birligi hisoblanadi va bu 1971 yil Xalqaro konferensiyada
Germaniyalik injener-elektrik Ernst Werner von Siemens sharafiga atalgan.
Shunday qilib, 1 simens (S) = 1 Om
–1
.
Elektr
o’tkazuvchanlikning kontsentratsiyaga bog’liqligi quyidagi
tenglamada keltirilgan:
W = K·
𝑆∙𝑐∙𝑈
𝐿
(2.5)
Bu yerda K – proportsionallik koeffitsienti; S-elektrodlar maydoni; s –
ionlarning harakatchanligi, L – elektrodlar orasidagi masofa.
Ushbu elektrodlar juftligi uchun L, S=const bo’lganida ushbu tenglama
quyidagi shaklga kiradi:
W=K·c·U
(2.6)
Elektr o’tkazuvchanlikni aniqlash uchun konduktometrik yacheyka –tubi
ochiq shisha idishda ikkita maydoni aniq (S), bir-biridan chegirilgan uzoqlikda
(L ) mahkam qotirilgan elektrodlardan foydalaniladi. Yacheyka elektrolit
eritmasiga 2.10 rasmda ko’rsatilgandek botiriladi:
2.10 rasm. Konduktometrik yacheyka (katakcha)
Konduktometrik yacheykaning qarshiligi maxsus moslama – Uitston
ko’prikchasi yordamida o’lchanadi (2.11 rasm). Sirg’aluvchan tutashuv simli
qarshilik bo’ylab, ostsillograf minimal signalni qayd qilmaguncha, surib boriladi.
Bunda qarshilik yacheykasining tutashuv holati (X nuqtasi) quyidagi nisbat
yordamida aniqlanadi:
Rya=BX·Rr/AX,
Bunda Rya – konduktometrik yacheyka qarshiligi, Rr – reostatning
qarshiligi.
Yacheykaning
qarshiligi
topilganidan
so’ng, eritmaning elektr
o’tkazuvchanligini hisoblash mumkin.
2.11 rasm. Konduktometrik yacheykaning qarshiligini o’lchash maxsus
moslamasi – Uitston ko’prikchasi.
Munosabat (L/S) mazkur yacheykaga xos bo’lgan doimiy kattalikni aks
ettiradi. U yacheykaning doimiysi yoki konstanti deya ataladi. Uni, elektrolitli
o’tkazuvchanligi ma’lum bo’lgan u yoki bu eritmaning mazkur yacheyka
yordamida qarshiligini o’lchash orqali aniqlash mumkin.
Yacheyka doimiysi yacheykaning muhim tafsifi bo’lib hisoblanadi. U
elektrodlarning maydoni, ular orasidagi masofa, idishning shakli va tok
o’tkazadigan eritmaning hajmiga bog’liq bo’ladi. Elektrni ko’chishida
eritmaning, elektrodlar orasida joylanganga nisbatan, sezilarli darajadagi ko’p
miqdori ishtirok etishini inobatga olib (2.10 rasm), elektr o’tkazuvchanlikni
o’lchash uchun idishga (o’lchash yacheykasiga) solinadigan suyuqlikning
harorati, elektrodlar chekkasidan, ular orasidagi masofadan taxminan ikki
barobar ko’p miqdorda bo’lishi kerak.
Yacheyka
doimiysini
eksperimental
tarzda,
solishtirma
elektr
o’tkazuvchanligi (“χ” grekcha Xi harfi) darajalar va kontsentratsiyalarning keng
sohasida yaxshi ma’lum bo’lgan, elektr o’tkazuvchan standartli eritmalar
bo’yicha topishadi. Odatda standart eritmalar sifatida kaliy xloridning suvli
eritmalaridan foydalaniladi. Yacheykaning doimiysini aniqlash uchun xlorid
kaliy eritmasining qarshiligi o’lchanadi. Kaliy xloridning solishtirma elektr
o’tkazuvchanligi jadvalda keltirilgan.
2.1 jadval. K aliy xlorid eritmasining [C(KCl)=0,02 mol/l] turli
|
