Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Вискозиметрический метод определения концентрации водных растворов солей

Растворам принадлежит важная роль в природных и технологических процессах, поскольку существует необходимость широкого использования жидких сред в виде водных и неводных растворов электролитов, эмульсий, суспензий и т.п.

Знание концентрации растворов солей необходимо при расчёте химических реакций, для регулирования биологических процессов и для определения состояния системы раствора в целом.

Известны и широко используются на практике целый ряд методов определения концентраций:

1. Фотометрические методы анализа относятся к обширной группе методов молекулярной абсорбционной спектрометрии и основаны на избирательном поглощении света растворами анализируемых веществ или соединений. Фотометрические методы традиционно объединяют только фотоколориметрию и спектрофотометрию, которые имеют одну и ту же основу, но из-за особенностей аппаратурного оформления обладают различными возможностями. Фотоколориметрия основана на поглощении полихроматического света различных длин волн (Дl?50-100 нм) в видимой области спектра (400-750 нм) и применяется только для количественного определения окрашенных веществ в растворах. В спектрофотометрии используется поглощение монохроматического света определенных длин волн (Дl?1 нм) как в видимой, так и в ультрафиолетовой областях спектра [1,2].

2. Денсиметрический метод. Денсиметрией измеряют величину плотности раствора, зная которую по таблицам определяют весовую % концентрацию.

3. Титриметрический метод анализа -метод количественного анализа, в котором измеряют количество реактива, затраченного в ходе химической реакции [4].

По методологическим особенностям их можно подразделить на следующие:

Метод сравнения аналитических сигналов анализируемого и стандартного растворов

Метод градуировочного графика

Метод добавок

Метод сравнения, метод градуировочного графика и метод добавок. В большинстве случаев предпочтение отдается методу градуировочного графика А = f(c), построенному по результатам измерения оптических плотностей стандартных растворов. Метод добавок применяют в тех случаях, когда состав пробы неизвестен и наблюдается заметное влияние матричного эффекта.

Физико-химическое титрование

Спектроскопические методы анализа. Спектроскопические методы анализа основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.

Важным достоинством метода ААСА является высокая избирательность, поскольку число резонансных линий в спектре невелико и практически отсутствует наложение аналитических линий. Метод обладает экспрессностью, высокой чувствительностью и хорошей воспроизводимостью результатов. Погрешность определения составляет 1-4%. Диапазон определяемых концентраций, как правило, не превышает двух порядков, т.к. он лимитируется величиной оптической плотности, где соблюдается линейная зависимость А = f(c).

К недостаткам метода ААСА следует отнести сложность осуществления многоэлементного анализа, поскольку для каждого элемента нужен свой источник резонансного излучения. Метод ААСА применяется, в основном, для анализа растворов. При использовании электротермических атомизаторов можно анализировать и мелкодисперсные порошкообразные материалы. Выбор метода определяется особенностями и точностью измерения.

В этих методах используется зависимость различных свойств растворов от их концентрации. В работах [6-8] установлены аналитические зависимости вязкости водных растворов солей от их концентрации. Эти зависимости неоднократно уточнялись для разных солей, но в основном они имеют степенной характер, аналогичный уравнению Джонса-Доула

вискозометрический средневязкостный молекулярный водный хлорид

где - вязкость раствора электролита,

₀ - вязкость чистого раствора при той же температуре,

А и В - константы для данного раствора, не зависящие от концентрации.

Для определения молекулярной массы (средневязкостной молекулярной массы) применяют вискозиметрический метод. Метод основан на определении времени истечения раствора полимера определенной концентрации через капилляр при фиксированной температуре [5]. Этот метод существенно ограничен концентрацией полимера, т.к. вязкость раствора в значительной степени зависит от концентрации. В работе [6] показано, что в разбавленных растворах вязкость приблизительно линейно зависит от концентрации, но в очень разбавленных растворах появляется отклонение от линейности. Это показывает, что проявляется эффект, который всегда приводит к повышению вязкости. В результате изучения ряда растворов электролитов Джонс и Доул [7,8] установили, что при постоянной температуре и давлении справедливо эмпирическое соотношение между относительной вязкостью раствора _отн и концентрацией электролита С:

В настоящей работе исследованы концентрационные зависимости водных растворов хлорида натрия и хлорида кальция при атмосферном давлении и постоянной температуре. На рис.1 представлены эти зависимости.

Для измерения кинематической вязкости растворов хлорида кальция использовали термостат, вискозиметр ВПЖ-4. Для получения данных одной точки (то есть при одних условиях) проводилось от 7 до 10 замеров, которые были сняты на камеру и далее обрабатывались при помощи компьютера. Полученные в работе результаты показывают увеличение вязкости водных растворов солей по отношению к вязкости чистой воды.

Список литературы

1. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 т. / под ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, М. Видмера. - М.: Мир, 2004.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия: в 2 кн. Кн. 2. Физико-химические методы анализа / В.П. Васильев. - М.: Дрофа, 2002.

3. Булатов М.И. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. Текст лекций / Т.Э. Маметнабиев, С.В. Харитонов - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2009- c.175.

4.Отто М. Современные методы аналитической химии / М.Отто. - М.: Техносфера, 2006.

5. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. - М.: Химия, 2007. - 536 с.

6. Крестов Г.А. Термодинамическая характеристика структурных изменений воды, связанных с гидратацией ионов. ЖСХ. 1962 2.: 137-142

7. A. Kacperska, S. Taniewska-Osinska, A. Bald and S. Szejgis, J. Chem. Soc. Faraday Trans.1,1989,85,4147.

8. Джонс Г.; Доул Малкольм. "Вязкость водных растворов сильных электролитов со специальной ссылкой на хлорид бария". Журнал Американского химического общества. 51 (10): 2950-2964.

9. Целуйкин В.Н. (tep@techn.renet.ru), Соловьева Н.Д., Клинаев Ю.В. (klin@engels.san.ru), Шуйская Е.А. Структурные превращения в хлоридных растворах, содержащих ионы Ni2+ И Fe2+// Электронный журнал «Исследовано в России»

Размещено на allbest.ru