Перевод проводимости в концентрацию

Форум АСУТП

Клуб специалистов в области промышленной автоматизации

Расчет концентрации по температуре и проводимости

Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение den_vish » 11 апр 2013, 12:28

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение doza » 11 апр 2013, 23:14

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение den_vish » 12 апр 2013, 04:40

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение doza » 12 апр 2013, 11:56

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение den_vish » 12 апр 2013, 12:44

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение doza » 12 апр 2013, 13:16

можно активировать до 4 диапазонов измерений
можно активировать до 4 темп. коэффициентов
изменение концентраций:
едкого натра NaOH
азотной кислоты HNO3
одна произвольно задаваемая характеристика (через setup-программу)
температурный сенсор с быстрым откликом
температурная компенсация:
линейная
природные воды
собственная характеристика (функция самообучения)

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение den_vish » 12 апр 2013, 19:44

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение doza » 12 апр 2013, 21:02

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение ASUTP_PLC » 30 июл 2013, 15:26

Пугаете народ. Азотка не такая страшная кислота. Если концентрации небольшие, и не попадает на кожу то все как говорится «пучком».
Если азотка попадает на кожу, нитро органические соединения окрасят кожу в желтый цвет.

Если концентрация кислоты больше оценочно 15% процентов, много производит паров окислов азота. Все легко разрешает хорошая вытяжка. Она обязательна.
Особо ничего страшного в этой кислоте не вижу.
Есть плавиковка фтористоводородная кислота, так та намного пострашнее. От фтора кости портятся и зубы вымываются.
Есть куча органических кислот которые хорошие ожоги вызывают. Муравьинная кислота к примеру. Или акриловая кислота. (кожу после попадания можно сдирать, и еще болезненно заживает).

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение wach » 30 июл 2013, 21:54

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение doza » 30 июл 2013, 23:03

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение ASUTP_PLC » 01 авг 2013, 08:38

Не один год на производстве химическом работал. Не понимаю, зачем человеку который ведет пусконаладку сидеть 7 часов над кастрюлей с нагреваемой кислотой. Наладчик в первую очередь грамотный инженерный состав. Зная четко технологию настройки датчика, время его нахождения в данных условиях
будет максимум до часа. Это нормальная работа человека который знает в чем должна заключаться его работа по ПНР. Вот если он не знает и не знает у кого узнать, это другой разговор, но круглосуточное пребывание во вредных условиях не делает ему плюсов.
Грамотный специалист может в заводскую ЦНИЛ обратится. И совместно решить проблемы по калибровке.

Стандартные кислоты конечно не особо экологичны. Но вы видимо с другими производствами дел не имели. В хим. лабораториях цветы сажают в горшках,
хороший индикатор порядка/непорядка. При надлежащей вытяжке и нормальных условиях ни один цветок не пожелтеет.

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение ASUTP_PLC » 01 авг 2013, 09:24

Проводимость аддитивное свойство раствора. Т.е. при наличии разных компонентов, проводимость смеси до определенной контцентрации будет расти с ростом концентрации компонентов. В растворах с большой ионной силой будет предел проводимости.

Повышение температуры даст повышение проводимости. (больше носителей заряда с увеличением T(Т в Кельвинах) ).

Если у вас проводимость обусловлена только одним компонентом и вы за это отвечаете, никаких проблем не будет. Если же смесь, то четко определять концентрацию не получится. Будет средняя концентрация (как температура в больнице).

С серной кислотой приходилось сталкиваться. Все графики что в учебниках приводят нередко не совпадают вовсе с реальными значениями.
Промеры кислот хч, чда, и технической дадут абсолютно разный результат. Примеси хорошо на проводимость влияют.

Re: Расчет концентрации по температуре и проводимости

Сообщение dmitry » 02 авг 2013, 11:57

Вставлю свои пять копеек:

Пересчет можно вести по формуле:

Источник

Электропроводность воды

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Что такое электропроводность воды

Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.

Нормы электропроводимости природной воды

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются следующими нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты:

Жесткие технологические нормы электропроводности для воды установлены на предприятиях, выпускающих компоненты для микроэлектроники. Качество жидкости используемых в производственных процессах контролируется специализированными лабораториями и использованием сложных приборов по утвержденным методикам.

Показатели электропроводности: основные факторы

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов:

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

Определение показателей электропроводности воды

Уровень сопротивления жидкости электрическому току измеряется при помощи специальных приборов. Для количественного определения уровня электропроводности воды используются единицы измерения, установленные международной системой СИ. Применение унифицированных методов и стандартов в этой сфере упрощает лабораторные исследования и понимание получаемых результатов.

Единицы измерения

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. В США для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Методы измерений и используемые приборы

В нашей стране удельная проводимость и водородный показатель жидкости определяются электрометрическим способом. Для того чтобы точно рассчитать электропроводность воды специалисты пользуются методикой, установленной РД 52.24.495-2005. Действие этого документа распространятся на поверхностные источники водоснабжения и стоки.

Для измерения электропроводности воды применяется откалиброванный кондуктометр с электродами из нержавеющей стали. Для калибровки прибора используется стандартный раствор с показателем не менее 1500 мкСм/см, при этом отклонение от номинала не должно превышать 2%.

В ходе измерений удельной электропроводности воды фиксируется ее температура, а искомая величина определяется при помощи специальных таблиц. В случае если используются приборы с температурной компенсацией, то на экране сразу же появляется истинное значение, что существенно упрощает процесс.

Снижение электропроводимости воды: профессиональные методы

Современные системы водоподготовки обеспечивают требуемые показатели качества. Для того чтобы уменьшить электропроводность воды в таких установках используются следующие методы очистки:

Перечисленные технологии различаются по уровню эффективности и технико-экономическим параметрам. Выбор того или иного метода осуществляется с учетом показателей проводимости воды, необходимых заказчику. Рассмотрим подробнее возможности и особенности каждого из представленных способов.

Обратный осмос

Суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9% всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч.

Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация

В настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см, обеспечивает метод электродеионизации. Водоподготовка с его использованием проводится в три этапа:

Очищенная и деионизированная вода обладает крайне низкой проводимостью, что позволяет ее использовать в качестве растворителей для лекарственных препаратов. Промышленные установки электродеионизации имеют высокую производительность и могут использоваться на предприятиях теплоэнергетики.

Ионный обмен

Иониты производятся на основе сетчатых полимеров, которые имеют микропористую или сетчатую структуру. Материал имеет ковалентную связь с ионогенными группами, которые в процессе диссоциации образуют пару из свободного и фиксированного иона с противоположным зарядом. Последний закреплен на полимере.

В результате ионообменного процесса заметно снижается электропроводность воды и уровень ее минерализации. Заряженные частицы из жидкости диффундируют вначале к поверхности, а затем и внутрь сорбента. Со временем способность засыпки поглощать ионы из жидкости снижается и для ее восстановления проводится регенерация с использованием рабочих растворов.

Удельная электрическая проводимость в воде

Компания Diasel Engineering предлагает эффективные технические решения по уменьшению удельной электрической проводимости воды. Предприятие осуществляет поставки оборудования систем обратного осмоса, электродеионизации и ионного обмена. Наши специалисты выполняют монтаж установок водоподготовки, необходимые пусконаладочные работы и обеспечивают их техническое обслуживание.

Источник

Удельная и эквивалентная электропроводность. Зависимость от концентрации электролита

Электропроводность К раствора – это величина, обратная его сопротивлению R:

; []

где ρ – удельное сопротивление; S – площадь электродов; l – расстояние между электродами; χ – удельная электропроводность (величина обратная ρ).

Электропроводность характеризует способность растворов электролитов проводить электрический ток за счет ионов, образующих при диссоциации электролитов. **** Величина К зависит от С, Т, природы растворителя и электролита.

Различают несколько видов электропроводности.

Удельная электропроводность (χ) – это электропроводность одного 1 см 3 раствора, находящегося между электродами параллельными, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга.

;

где R – измеряют экспериментально;

Величина зависит от концентрации электролита. Зависимость имеет экспериментальный характер.

Сильные электролиты	Слабые электролиты
1. Зависимость сильно выражена. 2. С увеличением С величина χ увеличивается за счет увеличения количества ионов в растворе. 3. Дальнейшее увеличение С приводит к уменьшению χ за счет уменьшения скорости движения ионов вследствие их большого количества и межионного взаимодействия.	1. Зависимость слабо выражена. 2. С увеличением С величина χ увеличивается за счет увеличения количества ионов в растворе. 3. Дальнейшее увеличение С приводит к уменьшению χ за счет того, что с ростом С α падает и количество ионов уменьшается.

Величина зависит от Т: повышение температуры на 1 К увеличивает χ примерно на 2 – 2,5 %. Это объясняется для сильных электролитов – понижением вязкости раствора, уменьшением сольватации ионов, а для слабых увеличением степени их диссоциации.

Эквивалентная электропроводность α – это электропроводность объема раствора, содержащего 1 г-экв электролита, и находящегося между параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга.

[]

где – С эквивалентная (нормальная концентрация), г·экв/л;

— разведение (или разбавление) раствора – это объем, в котором содержится 1 г-экв электролита (л/г-экв.).

Величина λ с ростом С падает, что связано для сильных электролитов – с увеличением межионного взаимодействия и снижения скорости движения ионов, а для слабых – с уменьшением α электролитов и уменьшением количества ионов.

Величина λ возрастает с ростом разбавления раствора (V) и при бесконечном разведении (С→0)

λ 0 – предельная эквивалентная электропроводность раствора при бесконечном разведении, соответствующим отсутствию межионного взаимодействия. Для слабых электролитов λ 0 экспериментально не достигается.

Для разбавленных растворов сильных электролитов зависимость α от С описывается эмпирической формулой (уравнением) Кольра-уша:

где λ от λ 0 – эквивалентная электропроводность раствора при концентрации С и при бесконечном разведении; А – константа при данной Т для данного электролита и растворителя.

Методы измерения удельной электропроводности χ.

Измерение удельной электропроводности проводят на приборе, который называется мостиком Уитстона с применением переменного тока.

1. Описание установки.

Прибор представляет собой контур АВС.

Между В и С в цепь включен сосуд с исследуемым раствором, для которого мы будем измерять электропроводность.

Поскольку электропроводность это величина обратная сопротивлению, то необходимо измерить, прежде всего, сопротивление W исследуемого раствора. Для этого между А и С в цепь включают магазин сопротивления R (с помощью магазина можно точно установить сопротивление).

Отрезок АВ – тонкая однородная металлическая (Pt, Mn) проволока, натянутая на линейку. В точках А и В подсоединяются провода, по которым подается переменный ток от генератора звуковой частоты v (от 16 до 20000 Гц). Переменный ток применяется во избежание поляризации электродов (это явление изменения концентрации электролита возле электродов, т. е. когда ионы одного знака скапливаются возле электродов. Это может привести к изменению сопротивления раствора электролита и исказить результаты). Наличие переменного тока фиксируют низкоомным телефоном, который включают между точкой С и подвижным контактом d (который можно двигать по проволоке).

Константу d будем двигать вдоль проволоки до тех пор, пока в телефонной трубке не будет слышно звука. Отсутствие звука будет означать, что сопротивление в магазине R равно сопротивлению исследуемого раствора W и переменный ток звуковой частоты отсутствует. При таком положении контакта d и будем измерять сопротивление исследуемого раствора электролита.

Согласно закону Кирхгофа сопротивления R, W, r₁ и r₂ связаны соотношением:

Поскольку проволока однородная, то отношение сопротивлений r₁ и r₂ равно отношению отрезков, на которых эти сопротивления наблюдаются:

где Ad, dB – определяются по линейке;

R – точно выставлено на магазине сопротивления.

Известно, что сопротивление раствора равно:

или ; ;

где — емкость сопротивления сосуда;

l – расстояние между электродами;

S – площадь электродов.

Тогда удельная электропроводность равна:

2. Подвижность ионов. Закон Кольрауша.

Электропроводность электролитов при заданной С определяется скоростью движения их ионов в электрическом поле.

Выведем формулу зависимости λ от подвижности ионов.

Пусть есть электролитический цилиндр с поперечным сечением q в котором электроды расположены на расстоянии l. Подсчитаем число ионов проходящих через это сечение и определим I и, соответственно, электропроводность, которую они обуславливают.

Пусть v₊ (см/сек) – скорость движения катиона;

v_— (см/сек) – скорость движения анионов;

Сi – (г·экв/см 3 ) – эквивалентная концентра- ция ионов;

q (см 2 ) – поперечное сечение цилиндричес-кого сосуда;

l (см) – расстояние между электродами;

Е (В) – разность потенциалов между электродами;

Eλ – напряженность поля – это разность потенциалов между электродами, находящихся на расстояние 1 см друг от друга. При стандартных условиях Eλ= 1 В/см.

Общее количество электричества (или сила тока) I, проходящее через раствор за 1 сек равно сумме:

I₊ и I_— — количество электричества, перенесенного катионами и анионами.

Число ионов, которое переносит данное количество электричества через поперечное сечение q за 1 сек, равно:

; ;

Т. к. каждый г·экв ионов несет, согласно закону Фарадея F=96485 Кл электричества, то сила тока, обусловленная катионами и анионами равна:

;

;

Скорость движения ионов прямо пропорциональна напряженности электрического поля:

;

где v 0 ₊, v 0 _— — абсолютные подвижности катиона и аниона, которые равны их скоростям при В/см 2 ; [см 2 /В·С]. Подставим значения v₊ и v_— в уравнение для I:

Согласно закону Ома:

; ; ; ; ;

; ; ; ;

; ; ;

;

Для сильных электролитов:

Для слабых электролитов:

[]

V (λ₊), V (λ_—) – подвижности (или электрические подвижности) катиона и аниона.

для сильных электролитов:

для слабых электролитов:

Подвижности ионов при бесконечном разведении называется предельными подвижностями, и обозначаются как U 0 (λ 0 ₊) V 0 (λ 0 _—).

Тогда и для сильных и для слабых электролитов будем иметь:

закон Кольрауша

Согласно закону Кольрауша: эквивалентная электропроводность раствора при бесконечном разведении равна сумме предельных подвижностей катионов и анионов.

Величины λ 0 _i являются справочными данными.

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 9451 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник