Способ избирательного измерения концентрации веществ в растворах

 

Концентрацию слабодиссоциированного вещества определяют по электропроводности раствора. Электропроводность раствора измеряют с помощью высокочастотного кондуктометра. Генератор-усилитель кондуктометра выполнен с положительной и обратной связями, проходящими через раствор. Расстояние между электродами 2-4; 3-5 в цепи положительной обратной связи меньше, чем между электродами 2-3; 4-5 в цепи отрицательной обратной связи. Способ позволяет измерить концентрацию вещества в сложном растворе. 1 ил.

Известны способы определения концентрации веществ в растворе по электропроводности. Но часто необходимо знать содержание малодиссоциированных веществ в сложном растворе, например содержание кремния в питательной воде котлов в присутствии растворенного аммиака (NH₄OH). Аналогов по выполнению этой задачи по электропроводности пока нет.

Цель способа.

В настоящей заявке предлагается способ измерения концентрации слабо диссоциированных веществ в сложном растворе. Этот способ пригоден для исследования как неорганических веществ, содержащихся в растворах, так и в органических, например, сахара.

Существо предложения.

1. Известно, что хорошо диссоциированные растворы проводят электромагнитные колебания на большие расстояния, а мало диссоциированные на малые и оказывают сопротивление при передаче на большие расстояния.

Здесь для использования этого свойства растворов применяют высокочастотные кондуктометры, располагая электроды на разных расстояниях: с положительной связью на малых расстояниях друг от друга, а с отрицательной - на больших.

Разность этих связей, взаимодействующих в растворе, и является одним из условий достижения вышеуказанной цели.

2. Вторым условием для достижения цели является использование эффекта Дебая-Винера, т.е. свойство растворов изменять удельную электропроводность в зависимости от частоты автоколебаний.

3. Этот эффект используют для создания условий самоорганизации автоматического регулирования частоты, обеспечивающей разность (по условию п.1) обратных связей, взаимодействующих в растворе, необходимую для работы усилителя-генератора с увеличением амплитуды автоколебаний, при росте концентрации исследуемого вещества.

Пример конкретного исполнения.

В качестве примера приводится схема усилителя-генератора с обратными связями через раствор, в котором замеряется концентрация сахара.

На фиг. 1 изображено: 1 - трубка или пробирка с исследуемым раствором; 2, 4 - электроды с положительной связью; 3, 5 - электроды также с положительной связью; 6, 7 - электроды оконечной отрицательной обратной связи; T₁T₂ - усилитель-генератор.

Электроды в данном примере представляют из себя пластинки, наклеенные на диэлектрический материал пробирки.

Взаимодействие через раствор между электродами 2 и 3, а также 4 и 5 характеризуется как отрицательная обратная связь.

Схема налаживается следующим образом.

В раствор добавляют соль (NaCl) и разносят электроды отрицательной связи так, чтобы амплитуда автоколебаний на выходе усилителя при этом не изменилась, а некоторые высокочастотные гармоники вообще исчезли. При добавлении же сахара амплитуда автоколебаний растет.

По величине амплитуды и судят о концентрации сахара. Частота автоколебаний - порядка 100 Мгц.

Формула изобретения

Способ избирательного измерения концентрации слабодиссоциированного вещества в сложном растворе по электропроводности, отличающийся тем, что организуют саморегулируемые по частоте автоколебания на выходе генератора-усилителя высокочастотного кондуктометра, пропуском его положительных и отрицательных обратных связей через раствор, причем так, что расстояние между электродами положительной связи меньше, чем между электродами отрицательной связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1