Существует несколько методов измерения из которых самыми распространенными:
- кондуктометрический, который основан на измерении электропроводности жидкости;
- оптический – на законах поглощения и отражения световых лучей;
- электромагнитный – на измерении разницы потенциалов электродов в контролируемой среде.
Кондуктометрические приборы
Зависимость между удельной электропроводностью раствора, природы растворенного вещества и его концентрации определяется законом Кольрауша:
где - удельная электропроводность; - степень диссоциации; - мольная концентрация вещества; - соответственно движение ионов в электрическом поле при градиенте напряжения равным единице.
Зависимость удельной электропроводности некоторых электролитов от их концентраций приведена на рисунке.
Электропроводность раствора очень чувствительна к изменениям температуры. При повышении температуры на один градус приводит к повышению электропроводности примерно на 2 градуса Цельсия.
Для исключения поляризации электродов измерение осуществляется на переменном токе. В зависимости от способа взаимодействия с измеряемой средой кондуктометрические концентратомеры делятся на электродный и безэлектродный.
|
|
Для жидкостей которые имеют низкую электропроводность используют высокочастотный метод измерения на конденсаторных и индуктивных ячейках. В этом случае раствор находится в емкости с диалектриком. С внешних сторон емкости установлены или обкладки конденсаторы, или катушка индуктивности.
Оптические приборы
Коллометрический метод основан на зависимости поглощения света, которое проходит через контрольный раствор, его цвета в функции концентрации. Зависимость между интенсивностью света на входе в раствор и на выходе из него описывается уравнением:
где - молярный коэффициент поглощения; - толщина раствора; - концентрация.
Для регистрации величины используют различные типы фотоэлементов с целью выделения спектра, который больше всего поглощается раствором.
При рефрактометрическом методе используется зависимость показателя приломления контролируемого раствора от его концентрации. Наиболее распространенными методами определения показателей преломления является спектрометрический и метод полного внутреннего отражения.
Спектрометрический метод основан на определении показателя приломления по углу наименьшего отклонения луча света в стеклянных призмах, которые заполнены раствором.