3 Високочастотне титрування

Розглянуті вище методи кондуктометрії засновані на русі іонів в електричному полі. Для вимірювання електропровідності електроди занурюють в аналізований розчин. У випадку застосування високочастотних методів

Рис.7. Типи комірок для високочастотних титрувань:

 А –приєднується до генератора в ролі ємності; б – в ролі індуктивності

Комірку з аналізованим розчином поміщають між металевими пластинками (7,а) або всередину індукційної котушки (7,б). Електроди підключаються до сіткового чи анодного контуру високочастотного генератора (частота перемінного струму досягає десятків мегагерц; 1 мегагерц == 106 гц). В першому випадку (7, а) осередок з розчином є конденсатором, у другому (7, б) — індуктивністю. Таким чином, у ланцюзі струму осередок з розчином є ємністю (рис.8). У ланцюзі змінного струму ємність не перешкоджає проходженню електричного струму.

Рис.8. Схема високочастотної установки:

U – генератор струму; Я – комірка; ZH – опір нагрузки; D – детектор; Г – гальванометр

У випадку застосування високочастотних струмів електрохімічні процеси на електродах не протікають і залежність між силою струму і напругою визначається електрохімічними властивостями всієї хімічної системи, поміщеної між електродами. Виникаючі в ході титрування хімічні зміни впливають на діелектричну проникність і питому електропровідність розчину, визначаючи величину повної провідності осередку. Повна провідність є сумою активної і реактивний провідностей. Основним фактором, що визначає активну провідність, є переміщення іонів, викликуване градієнтом потенціалу в розчині. Реактивна провідність визначається поляризацією атомів молекули (поляризація зсуву) і упорядкуванням розташування дипольних молекул (поляризація орієнтації) під впливом зовнішнього електричного полючи.

Обидва типи поляризації викликають проходження електричного струму протягом дуже короткого відрізку часу, що наступає за моментом виникнення електричного поля. Тривалість поляризаційного струму менше 10-6 сек і тому цей струм зовсім не впливає на іонну провідність розчину при низьких частотах (до 1000 гц). При частотах у трохи мегагерц активна і реактивна провідності порівнянні один з одним.

Високочастотне титрування водяних розчинів електролітів є різновидом кондуктометричного методу. Точка еквівалентності при високочастотному титруванні визначається графічно: на осі абсцис наносять обсяг витраченого розчину реактиву, на осі ординат — відповідні зміни струму, що проходить через осередок (рис.9).

Рис.9. Високочастотне титрування хлориду торію комплексоном III.

Криві високочастотного титрування можуть мати складний вигляд в залежності від величини питомої електропровідності, діелектричної проникливості і частоти застосовуваного струму. Метод високочастотного титрування поступається за вибірковістю потенціометричному і полярографічному методам. За чутливістю високочастотне титрування трохи поступається звичайному кондуктометричному. Основні переваги застосування високочастотного титрування наступні: а) відсутній контакт металевих електродів з досліджуваним розчином. Це виключає поляризаційний і каталітичний вплив матеріалу електродів на хімічні реакції, дає можливість працювати в агресивних середовищах, позбавляє від необхідності застосовувати платину; б) осади, що виділяються в ході реакції на внутрішніх стінках комірки, не перешкоджають проходженню через розчин високочастотного струму і стає можливим точне встановлення кінцевої крапки титрування; в) титрування можна проводити в неводних середовищах, що використовується при контролі синтезу органічних речовин.

Література для самоосвіти: 2,5,8.