Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

нератора J подается на датчик 2 и в измерительную схему 3. Измерительная схема контролирует какой-либо параметр дат­ чика, функционально связанный с концентрацией анализируе­ мого раствора. Сигнал, пропорциональный измеряемому пара­

применяться в пищевой промышленности, например, в виноделии, ликеро-водочной, хлебопекарной промышленности и др. Необхо­ димо отметить, однако, что высокочастотные кондуктометры ис­ пользуются в пищевой промышленности недостаточно.

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

Полярографические анализаторы жидкостей используются преимущественно как лабораторные устройства, но в последние годы при анализе состава сложных жидких смесей все большее распространение получают автоматические приборы.

Действие этих анализаторов основано на зависимости силы тока от напряжения при восстановлении вещества на измери­ тельном электроде. При увеличении приложенного к электродам напряжения снимается зависимость силы тока /, графическое выражение которой имеет характерный ступенчатый вид и на­ зывается полярограммой. На рис. 132 показана зависимость ви­ да I=f(U) раствора, содержащего, кроме растворителя, ионы трех видов.

ные восстанавливаться, то при достижении определенного по­ тенциала, приложенного к электродам, соответствующие ионы разряжаются и в растворе возникает ток. Концентрация этих ионов у поверхности катода быстро убывает, пока не станет практически равной нулю. Концентрация же ионов в глубине раствора остается постоянной. Новые порции ионов доставляют­ ся к поверхности катода путем диффузии. Так как поток диф­ фузии ионов определяется разностью концентраций ионов в глу­ бине раствора и в приэлектродном слое, то установившийся предельный (диффузионный) ток зависит от концентрации вос­ станавливающихся в растворе ионов. При отсутствии ионов, спо-

концентрация тех и других ионов одинакова, а следовательно, справедливо следующее равенство:

[ н + ] = [ о н - ] .

Произведение концентрации ионов водорода на концентра­ цию ионов гидроксила как для чистой воды, так и для водных растворов согласно закону действующих масс является величи­ ной постоянной при данной температуре и определяется кон­ стантой диссоциации воды

а щелочи—на катионы металла и ионы гидроксила:

Н С 1 ^ [ Н + ] + [ С Г ] ; NaOH^[Na+] + [ОЇГ] .

С повышением концентрации кислоты в растворе повышает­ ся концентрация ионов водорода, а с повышением концентрации щелочи в растворе — концентрация ионов гидроксила, что вы­ зывает уменьшение концентрации ионов водорода. Следователь­ но, концентрацией водородных ионов можно характеризовать любые растворы. На практике концентрацию водородных ионов принято численно выражать отрицательным десятичным лога­ рифмом концентрации ионов водорода [ Н + ] . Эта величина на­ зывается водородным показателем рН и определяется выраже­ нием:

Р Н = - lg [Н+] .

Следовательно, нейтральная реакция раствора соответствует

Рассмотренные зависимости строго справедливы для слабых электролитов при не очень больших концентрациях. При измере­ нии рН концентрированных растворов или сильных электроли­ тов необходимо учитывать электростатические силы взаимодей­ ствия между ионами, для чего следует вводить поправочный множитель — коэффициент активности /, который, как правило, имеет значение меньше единицы. Уточненная формула водород­ ного показателя рН имеет следующий вид:

в растворе, а активные массы ионов или их активность. Электроды. Потенциометрический метод измерения рН осно­

ван на измерении электродного потенциала, возникающего при опускании в анализируемый раствор специальной электродной системы избирательного действия. Э. д. с. электродной системы зависит от активности ионов водорода в растворе. Таким обра­

н и т е л ь н о г о , или вспомогательного, потенциал которого в про­ цессе измерения должен оставаться строго постоянным, что является одним из основных требований, предъявляемых к срав­ нительным электродам.

В качестве измерительных широкое распространение полу­ чили стеклянные и сурьмяные электроды. Известны также во­ дородные, хингидронные и некоторые другие, но в измеритель­ ной практике они применяются сравнительно редко. В качестве вспомогательных распространены каломельные и хлорсеребряные электроды; другие типы практически не применяются.

являющаяся активной частью электрода. Мембрана может из­ готовляться различной формы (шаровидной, копьевидной, игольчатой, плоской) в зависимости от назначения электрода. Внутренняя часть корпуса заполняется 0,1 н. раствором соляной кислоты с небольшим количеством кристаллов хлористого се­ ребра. В него погружается контактный хлорсеребряный (может быть и каломельный) электрод 4 от которого отходит выходной проводник 2 с кабельным наконечником ), отводящий потенциал к вторичному прибору. Для герметизации на верхнюю часть элек­ трода надевается полиэтиленовый уплотнительный колпачок 3.

Для изготовления чувствительных стеклянных мембран

и переходят в раствор, а их места замещаются более активными катионами водорода (Н+), перешедшими из раствора. В насто­ ящее время техника получения электродных стекол достигла достаточно высокой степени совершенства и позволяет изготов-