Лшегіш ұя мен сезгіш элементтер
Сұйықтың (элетролиттің) концентрациясын өлшеу үшін қолданылатын өлшеу ұяларының электродтарының өлшенетін ортамен гальваникалық жалғаста болу және болмауына байланысты екі топқа бөлінеді.
Егер де өлшеу ұялары концентрациясын анықтайтын ортамен тікелей жалғасып жатса, сезгіш элементтер рөлін атқаратын электродтар сұйықтың ішінде орналасса, олар Кольрауштың элементтері деп аталынады. Ал, қалғандары элетродсыз өлшеу ұяларына жатады. Ең қарапайым Кольрауш элементтері екі параллель орналасқан электродтардан тұрады. Екеуінің ара қашықтығы d (см), ауданы S (см2) деп белгіленсе, онда меншікті электр өткізгіштігі & (Om-1 см-1):
&= 
, (20.10)
теңдігі арқылы анықталынады. Мұндағы k=d/S (см-1) өлшеу ұясының геометриялық параметрі деп, не болмаса, оның тұрақтысы деп аталынады. Егер өлшеу ұясының электр өткізгіштігін W=1/R белгілесек, онда меншікті өткізгіштік & төмендегідей теңдік арқылы өрнектелінеді:
&=k.W (20.11)
Өлшеу ұясының тұрақтысын (k) анықтау оның геометриялық өлшемдерінің көмегімен есептелініп анықталынбайды. Ол үшін белгілі меншікті өткізгіштіктрі бар сұйықтарды пайдалана отырып, жоғарғы дәлдікпен анықталынады. Біздің елде & бірлігі ретінде Сим/см, пайдалынса, шет елдерде, әсіресе, ағылшын тілдес елдерінде & бірлігі ретінде Мо/см қолданылады.
|
|
|
10-3 Сим/см = 1 милли Сим/см (1 мСим/см) = 1ммо/см;
10-6 Сим/см = 1микроСим/см (1мкСим/см)= 1 мкмо/см.
Өлшеу кезіндегі пайда болатын қателерге тоқталатын болсақ, онда өлшеу ұясының алатын орны бөлекше. Себебі, оның, ұяның электродтарының сұйықпен (электролитпен) тікелей жанасуының нәтижесінде әртүрлі қателердің пайда болуына әкеліп соғады. Сол қателердің бірі электродтардың поляризациясы.
Өлшеу ұясының көмегімен сұйықтың концентрациясын өлшеген кезде электрод пен сұйықтың арасында екі қабатты электрлік бет пайда болады. Бұл екі қабатты электрлік беттің сиымдылығы электр тізбегінде пайда болатын ток пен кернеудің арасындағы фазасын ығыстырып қатенің пайда болуына жол ашады. Сонымен қатар, электродтарда жүретін электрохимиялық процестер иондардың концентрациясын өзгертеді. Сол процестердің бірі иондардың электродқа қарай өте баяу жүретін диффузиясы. Бұл диффузия поляризациялық сиымдылық пен кедергінің пайда болуына себепші.
|
|
|
Өлшеу ұясының құрылысының кейбір кемшіліктері, атап айтқанда: электродтардан шығатын сымдардың бір-біріне жақын орналасуы; электродтарға қарағанда сымдардың дұрыс орналаспаулары қателердің көзі болып есептелінеді.
Осы қателіктердің барлығы сұйықтың нақты кедергісін анықтауға мүмкіншілік бермейді. Сондықтан жоғарыда қарастырылған қателіктерді кеміту үшін түрлі әдістердің ішінен егізгі дегендерін келтіре кетейік.
Электродтардағы поляризация құбылысын төмендету үшін электродтардың платина металынан жасалғаны жөн. Себебі, платинаның басқа металдарға қарағанда поляризациялық кедергісі аз. Сонымен қатар, айнымалы токты пайдалану да поляризациялық құбылысты төмендетеді. Қорыта келгенде, сұйықтың нақты кедергісін өлшеу үшін, қателерді кеміту үшін электродтардың материалын таңдай білу керек, токтың қолайлы жиілігі мен тығыздығы болуы қажет. Сонымен қатар, қателердің кемуіне электродтардың қолайлы аудандары және өзара ара қашықтары да әсерін тигізеді.
|
|
|
| а) б) в) |
| 3 |
| 1 |
| 2 |
| U ° ˜° |
| U ° ˜° |
| U ° ˜ ° |
20.1.сурет. Өлшеу ұясы. 1- сұйық;
2,3 – электродтар.
Өлшеу ұясының электродтардың сандарына байланысты екі, үш және төрт электродты ұялар болып бөлінеді. Осы аталынған ұялардың ішіндегі ең қарапайымы екі электродты өлшеу ұясы (20.1 сурет,а).
Өлшеу ұясымен (20.1.сурет,а) сұйықтың концентрациясын өлшеген кездегі жұмыс істеуін қысқаша төмендегідей түсіндіруге болады. Егер осы екі электродтар мен электролиттің арасында потенциал айырмашылығын тудыратын болса, онда электродтарда екі қабатты электр беттерінің пайда болуының нәтижесінде өлшеу ұясында әртүрлі электрохимиялық процестер жүреді. Пайда болған екі бетті электр қабатын, жалпақ конденсатор есебінде қарастыруға болады. Ол конденсатордың бір бетінің рөлін зарядталған электрод атқарса, екінші бетін осы электродқа жақын жатқан иондардың тобы құрайды. Электролит арқылы токтың бір бағытта жүруінің салдарынан оң және сол зарядпен зарядталған иондар элетродтармен жанасып, зарядтарын беріп атомдарға айналады.Осындай процестердің нәтижесінде электролит арқылы өтетін токтің мәні азая түседі. Мұны поляризация құбылысы деп атаған. Егер өлшеу ұясы арқылы айналымы токты жіберетін болса, поляризация құбылысы екі есе төмендейді. Ол өлшеу қателіктері де екі есе азаяды деген сөз.
|
|
|
Үш электродты (20.1.сурет,б) өлшеу ұясына тоқталатын болсақ, бұл өлшеу ұясы сыртқы ортаның электромагниттік өрісінің ықпалын өлшенетін шамаға әсерін төмендету үшін қолданылады.
Поляризация құбылысын төмендету үшін төрт электродты өлшеу ұясы (20.1.сурет,в) қолданылады. Бұл өлшеу ұясына 2 электродтардың көмегімен электр энергиясы әкелінетін болса, 3 электродтар арқылы электролитке түскен кернеуді өлшеп, соның шамасына байланысты анықталынатын ортаның концентрациясын білуге негізделінген.
Қабыршақталынған қоспалары болатын, кристалданатын сұйықтардың, колоидты электролиттердің концентрациясын өлшеу үшін жоғарғы (105-108 Гц.) және төменгі (1000 Гц. Дейін) жиілікте жұмыс істейтін өлшеу ұялары қолданылады.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 1; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!