Электропроводность, изменение с частотой

Как таковую электропроводность раствора обычно не измеряют, а измеряют обратную ей величину - сопротивление. Полная эквивалентная схема ячейки для измерения электропроводности приведена на рис. 5.2. Наряду с измеряемым сопротивлением в эквивалентную схему входят дополнительные емкостные и активные сопротивления, которые влияют на погрешность измерений. В частности, на границе электрод/раствор электролита возникает двойной электрический слой, емкость которого влияет на сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к ошибкам измерения сопротивления раствора. Ошибки могут быть связаны и с концентрационной поляризацией вследствие изменения концентрации ионов у поверхности электродов при протекании электрохимических реакций. Влияние концентрационной поляризации уменьшается с повышением частоты тока, с уменьшением его плотности и с увеличением концентрации электролита в ячейке. Существуют и другие способы устранения ошибок, вызываемых поляризационными явлениями. [c.153]

ЛМетры — приборы, в которых происходит трансформация изменений диэлектрической проницаемости и электропроводности исследуемого объекта в соответствующий сдвиг рабочей частоты. Поскольку частотные измерения в радиотехнике вообще проводятся с Наибольшей точностью (до 10- —10 абсолютной величины), / -метры в принципе оказываются наиболее чувствительными и точными приборами для высокочастотного анализа. [c.130]

При гармоническом изменении поля с круговой частотой и в несовершенных диэлектриках, обладающих электропроводностью (V > 0) и замедленными механизмами поляризации, происходящими с рассеянием энергии, вводится комплексная диэлектрическая проницаемость, равная [c.35]

Электропроводность электролитов обычно определяется при помощи мостовой схемы, используемой для измерения сопротивления проводников I рода. В случае растворов электролитов применяют мосты, работающие на переменном токе, пак как прохождение постоянного тока через растворы приводит к значительным ошибкам, связанным с явлениями электролиза и поляризации (изменение состава ])аствора вблизи электродов, изменение состояния электродов, налол<ение электродной поляризации на подаваемое папряженне н т. д.). Необходимость применения переменного тока достаточно высокой частоты (для избежания указанных ошибок) усложняет измерительную схему. Кроме моста она содержит генератор неременного тока, а также специальные устройства для выпрямления тока перед прохождением его через нуль-инструмеи и для компенсации емкостных эффектов. Современные установки по измерению электропроводности электролитов, и которых учтены все особенности проводников II рода, позволяют получать надежные результаты. [c.106]

Гаст еще больше упростил этот датчик, заменив многовитковую подвижную катушку сплошным диском из металла с хорошей электропроводностью (медь, серебро). Кроме того, в этой схеме неподвижная катушка служит индуктивностью колебательного контура высокочастотного генератора. Изменение частоты генератора, пропорциональное изменению расстоянию между катушкой и диском, детектируется частотным детектором — дискриминатором и используется для автоматического уравновешивания весов. [c.34]

При исследовании электропроводности цементно-водных суспензий в процессе твердения установлена зависимость удельной электропроводности от частоты тока [193—194]. Показано, что каждое состояние дисперсной структуры характеризуется определенной зависимостью удельной электропроводности от частоты тока [147]. Общим для всех кривых было наличие плато при частотах порядка 10 кгц. При этой частоте удельная электропроводность в большей степени зависела от возраста цементной дисперсии, т. е. от структурных изменений в ней. Поэтому в наших исследованиях электропроводности частота тока 10 кгц была принята за оптимальную. [c.61]

Ранее при обсуждении природы воздействия полей на воду авторы [118] отмечали, что магнитная обработка повышает структурную температуру растворов. Интересно было сравнить изменения электропроводности и pH воды, возникающие в результате магнитной обработки, с изменениями, вызываемыми нагревом и последующим охлаждением. Для этого пробы бидистиллята кипятили в течение 15 —20 мин, охлаждали и через 1—2 ч применяли для измерения электропроводности при частоте 1 кгц и 298 + 0,05° К. [c.29]

При увеличении температуры электропроводность раствора увеличивается на Х.=Х при этом частота автогенератора, вследствие изменения комплексного сопротивления С-ячейки в соответствии с характеристической кривой, изменится на —Асо = (Оо—сод. Одновременно на такую же величину Ах увеличится электропроводность раствора в / -ячейке, но поскольку рабочий участок характеристической кривой для / -ячейки имеет равный, но противоположный по знаку наклон, то это должно привести к изменению частоты автогенератора на -f А(й = й)А— о- Так как положительное и отрицательное приращения частот одинаковы, то -i-Ao)— Ао) = 0 и частота автогенератора остается неизменной. При понижении температуры будут наблюдаться следующие процессы понижение электропроводности, что приведет для С-ячейки в соответствии с ее характеристической кривой к изменению частоты на -fA(o = oA—соо и для / -ячейки [c.72]

В осциллометрии в основном используют количественную Зависимость импеданса от электропроводности и диэлектрической. проницаемости или соответственно от магнитной проницаемости, причем не имеет значения, проводят ли измерение импеданса или его изменений через частоту, амплитуду или другим способом. [c.329]

Переменный ток высокой частоты проходит в анализируемый раствор через стенку датчика, являющуюся диэлектриком. Если в результате изменения состава раствора меняется его электропроводность или диэлектрическая проницаемость, или же обе эти характеристики одновременно, то изменится величина полной проводимости датчика, представляющая собой сумму активной и реактивной проводимостей. Относительные изменения этих слагаемых или их суммы [c.318]

При этих же резонансных частотах происходят экстремальные изменения ряда других макроскопических параметров воды [123-126] электропроводности (на частоте 20 кГц), теплопередачи и pH. Вода, обработанная излучением на резонансных частотах, замерзала при существенно более низких температурах, чем исходная [116-118]. [c.37]

Сравнение чувствительности при частотных методах измерения производится двумя способами. Наиболее широкое распространение для оценки частотной чувствительности получила безразмерная величина, которая определяется как отношение величины девиации частоты к средней рабочей частоте 5 = Д///=Л(в/со, где Af или Ао) соответствует девиации частоты для данных пределов изменения сопротивления AR, электропроводности Ах или концентрации Ас исследуемого раствора, а / или со —средняя частота между ее [c.143]

Главное преимущество высокочастотного титрования —возможность помещать электроды снаружи сосуда, а не погружать их в раствор. Переменный ток низкой частоты не проходит через стенки стеклянного сосуда из-за их большого емкостного сопротивления. С увеличением частоты тока сопротивление уменьшается. Если эта частота достаточно велика, через стенки сосуда и через раствор начинает проходить емкостный ток. Как и в обычном кондуктометрическом титровании, сила этого тока зависит от электропроводности раствора, которая изменяется с изменением концентрации электролита при титровании. [c.438]

Если концентрации очень малы (например, для труднорастворимых солей), то изменение электропроводности может наступить уже при звуковых частотах 10 Гц. [c.359]

На практике преимущественное распространение получил метод, основанный на применении переменного тока. Изменение направления тока является лучшим средством для устранения поляризационного сопротивления. Чем выше будет частота тока, тем меньше будут сказываться на электропроводности поляризационные явления. Измерения проводятся по обычной схеме моста Уитстона (рис. 9). [c.13]

В первом случае, когда отклонение диэлектрической проницаемости обусловлено простым объемным эффектом, дисперсии этой величины не наблюдается. Во втором случае дисперсия происходит при такой частоте, когда диполи уже не могут следовать за изменением направления поля. В третьем случае дисперсия наблюдается при частоте, уже не вызывающей асимметрии двойного слоя, т. е. при частоте, отвечающей увеличению электропроводности. Что касается того, влияет ли на дисперсию сольватация частиц, то этот вопрос до сих пор неясен. Имеющиеся экспериментальные данные об увеличении диэлектрической проницаемости растворов желатина и агара с возрастанием частоты можно объяснить йе только изменением гидратации макромолекул, но и действием ряда других факторов — влиянием частоты на двойной слой, на поведение постоянных диполей и т. д. [c.222]

Наряду с обычным кондуктометрическим титрованием, довольно широкое применение в последнее время нашел способ, при котором используют переменные токи очень высокой частоты (несколько миллионов герц). При этом становится возможным устранить помехи, зависящие от каталитического воздействия материала электродов на течение реакций, а также осложнения, связанные с изменением электропроводности растворов вследствие гидролиза, нестойкости комплексных соединений и растворения продуктов реакции. [c.137]

Удельная электропроводность растворов Б точке максимума прямо пропорциональна рабочей частоте со, т. е. характеристическая кривая g — к с увеличением частоты смещается вправо (рис. 21,6). Это дает возможность путем выбора рабочей частоты поля всегда работать на том склоне характеристической кривой, который отвечает условиям и задачам эксперимента. Вместе с тем появляется возможность предвидеть диапазон концентраций растворов, где расположен максимум характеристической кривой, и, таким образом, избежать резкого снижения чувствительности приборов к изменению свойств объекта в области максимума. Правильный выбор рабочей частоты позволяет при определениях избежать двузначности отсчетов по прибору. [c.120]

Несмотря на сложности в интерпретации кривых зависимости электропроводности от концентрации электролита в методах с переменным током высокой частоты, преимущества последних проявляются при кондуктометрическом титровании, когда не требуется точного измерения величины активного сопротивления раствора, а регистрируются только относительные изменения проводимости при добавлении титранта. При этом измерительную ячейку включают в последовательный или параллельный колебательный контур, настроенный в резонанс с частотой внешнего источника напряжения. В процессе титрования происходит изменение электропроводности раствора и, как следствие этого, изменение емкости или индуктивности ячейки. Изменение параметров колебательного контура используют для измерения сопротивления раствора и определения конечной точки титрования. [c.167]

На третью сетку лампы Л подается напряжение с выхода опорного генератора, стабилизированного по частоте кварцем Кв. Колебательный контур L2 2, включенный в анодную цепь смесительной лампы, настроен на частоту, равную разности частот измерительного и опорного генераторов. Напряжение этой разностной частоты выделяется на аноде лампы Л, с которого оно подается на сетку лампы Лз. В сеточной цепи этой лампы амплитуда напряжения ограничивается, снимаемое с анодной нагрузки лампы Лъ усиленное напряжение поступает на фазовый дискриминатор, настроенный на разностную частоту, которая соответствует нормальной концентрации анализируемого раствора. Поскольку дискриминатор настроен на эту частоту, то при нормальной заданной концентрации среды ток в измерительном приборе равен нулю. При изменении концентрации раствора и его электропроводности разностная частота также изменяется вследствие изменения частоты измерительного генератора. Это вызывает отклонение в показаниях прибора, пропорциональное изменению концентрации анализируемого вещества. Частота опорного генератора выбирается порядка 10—15 Мгц, а разностная частота 400—500 кгц. [c.58]

Высокочастотное титрование, высокочастотная кондуктометрия, бесконтактная кондуктометрия, осциллометрическое титрование — вариант кондуктометрического титрования, ход реакции изучают с помощью модифицированной переменнотоковой кондуктометрической техники, в которой частота осцилляции достигает порядка миллиона циклов в 1 с (МГц). Изменение тока сетки или анода в осцилляционной электронной лампе при изменении частоты служит сигналом. Электроды помещают на внешней стороне сосуда для титрования. Бесконтактное измерение электропроводности имеет преимущество по сравнению с обычным кондуктометрическим титрованием, например возможность анализа агрессивных жидкостей. [c.64]

Вихретоковая Д. основана на изменении в местах дефектов поля вихревых токов, к-рые наводятся в электропроводных объектах электромагнитным полем (диапазон частот от 5 Гц до 10 МГц) индукционных катушек, питаемых переменным током. Используют для обнаружения поверхностных (трещин, раковин, волосовин глубиной [c.28]

Высокочастотные методы титрования, основанные на применении токов высокой частоты (до нескольких тысяч МГц), являются современной разновидностью кондуктометрического метода анализа. В процессе высокочастотного титрования можно следить за изменением электропроводности раствора, а также его диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости. [c.318]

Если к раствору электролита приложено переменное электрическое поле с частотой порядка этого времени релаксации, то атмосфера не успевает сделаться асимметричной и изменение подвижности ионов, связанное с асимметричностью их атмосфер, будет меньше, чем в стационарном случае. Эта идея лежит в основе развитой Дебаем и Фалькенгагеном теории влияния высоких частот на электропроводность ионных растворов. Отправным пунктом этой теории является уравнение (39) для нестационарного случая. [c.45]

Когда м равно нулю, уравнение (148) переходит в уравнение (89) и является достаточно общим для вычисления эффекта изменения электропроводности и диэлектрической постоянной в случае переменного тока высокой частоты, ф, представляет собой потенциал асимметрии колеблющегося иона. [c.99]

Эквивалентная электропроводность изменяется с температурой. Для большинства электролитов с повышением температуры электропроводность увеличивается, что объясняется повышением подвижности ионов. Однако для некоторых электролитов, особенно в неводных средах, возможно и снижение электропроводности. Это связано с уменьшением диэлектрической проницаемости растворителя. Величина эквивалентной электропроводности зависит также от амплитуды и частоты приложенного электрического поля. Особенно заметно это проявляется в растворах сильных электролитов, где на перемещение ионов оказывает влияние окружающая противоионная атмосфера. При высоком напряжении ион движется значительно быстрее, чем образуется ионная атмосфера, и поэтому отсутствуют, катафоретиче-ские и релаксационные эффекты. Электропроводность растворов в этих условиях резко возрастает. Релаксационное торможение снижается, кроме того, при повышенных частотах (эффект Дебая—Фаль-кенгагена). В растворах слабых электролитов электропроводность также растет с увеличением градиента поля, однако природа этого явления связана с изменением равновесия диссоциации. При высоком градиенте потенциала равновесие сдвигается в сторону образования ионов. [c.225]

При анализе большинства кетонов используется пиридин, который смещает равновесие в вышеприведенной реакции, взаимодействуя с выделившейся соляной кислотой. В конце реакции образовавшийся солянокислый пиридин оттитровывают стандартным основанием для определения первоначального количества кетона. Для многих кетонов реакция завершается за 30 мин при комнатной температуре. Но в случае ацетилацетона реакция протекает только на 95,5% за два дня при комнатной температуре [16]. Блайдел и Птитьян [1] решили эту проблему, предложив кинетический метод определения ацетилацетона. Они измерили начальную скорость реакции между солянокислым гидроксиламином и ацетилацетоном. За ходом реакции следили в течение первых 50—150 с при помощи чувствительного метода высокочастотной электропроводности. Изменение частоты со временем (Д//Д/) пропорционально ЫМ в уравнении (3). Показания прибора отнесены к первоначальной концентрации ацетилацетона путем построения эмпирической калибровочной кривой, полученной на стандартных образцах. Средняя ошибка при применении этого чувствительного метода составляла 0,3%. Кроме метода высокочастотной электропроводности [1], были применены фотометрический [12] и потенциометрический [13, 17] методы, позволяющие обнаруживать небольшие изменения концентрации. [c.87]

Взаимодействие высокочастотного магнитного поля катушки с полем вихревых токов приводит к изменению полного сопротивления катушки, что нарушает резонанс высокочастотного колебательного контура и, следовательно, уменьшает амплитуду колебаний в катушке. При этом величина расстройки резонанса, а следовательно, и амплитуда колебаний в значительной степени определяются электропроводностью поверхностного слоя образца, которая, в свою очередь, зависит от степени поражения металла межкристаллитной коррозией. Более подробно физические основы токовихревого метода применительно к контролю межкристаллитной коррозии рассмотрены в работе [118]. Для определения степени поражения металла межкристаллитной коррозией используется токовихревой прибор ТПН-Ш с частотой электромагнитных колебаний 2 МГц. Блок-схема токовихревого прибора ТПН-1М приведена на рис. 114. Прибор состоит из генератора высокочастотных колебаний /, собранного на лампе 6Н 1П, в первичном контуре которого для стабилизации частоты применен кварц диодных детекторов 4 и 5 на лампе 6Х2П с компенсационным контуром 2 и контуром датчика 3 дифференциального усилителя постоянного тока 6, выполненного на лампе 6Н1П, и стрелочного индикатора 7 типа М-24 на 100 мкА. Генератор возбуждает высокочастотные электромагнитные колебания частотой 2 МГц, которые через емкость связи подаются на компенсационный контур и контур выносного датчика. Оба контура настраиваются в резонанс. Контур дат- [c.158]

В частично кристаллических полимерах участки макромолекул, находящиеся в аморфной фазе и принимающие участие в сегментальной подвижности, в значительной мере ограничены в движении, п чрезмерного увеличения кооперативности в движении не наблюдается. (Этот факт, в частност , подтверждается более низким значением энергии активации дипольно-сегментальной релаксации и электропроводности при Т>Тс в кристаллических полимерах по сравнению с аморфными.) Таким образом, различия в параметрах, получаемых при диэлектрических измерениях и при измерениях зарядов электретов, можно объяснить различиями в частотах измерений. Естественно, что при изменении частот от 10 —10 Гц (диэлектрические измерения) до 10 —10 Гц (измерения зарядов электретов) на 7—10 порядков нельзя просто экстраполировать, необходим учет изменений, вносимых частотой и температурой. [c.102]

Если для изменений электропроводности растворов электролитов использовать импульсы тока с напряженностью порядка 40 МВ/м, то ионы проходят расстояние, равное радиусу ионной атмосферы, за время, меньшее времени релаксации т. В этих условиях оба тормозящих эффекта (электрофоретический и релаксационный) отсутствуют и эквивалентная электропроводность достигает своего предельного значения Л". Это явление получило название эффекта Вина. Если же для измерений электропроводности растворов электролитов применять переменный ток столь высокой частоты, что ы > 2л/т, то отсутствует лишь релаксационный эффект торможения, о явление, названное эффектом Дебая — Фалькенгагена, было предсказано авторами на основе теории Д( ая — Гюккеля — Онзагера и гюлучило затем экспериментальное подтверждение. [c.89]

Электропроводность растворов электролитов подчиняется закону Ома (ток / пропорционален напряжению U), следует лишь обеспечить такие условия измерений, при которых вблизи электродов не происходят изменения концентрации в результате протекания тока. Чаще ьсего измерения электропроводности растворов электролитов проводят при помощи моста Уитстона, подключенного к источнику переменного тока (частота переменного тока обычно равна 1 кГц). [c.327]

Если анализируемая проба находится в конденсаторе колебательного контура, то говорят об измерении с помощью емкостной ячейки. На эффективную емкость такой ячейки оказывают в [ияние диэлектрическая проницаемость и электропроводность пробы, а следовательно, и резонансная частота и демпфирование колебательного контура. Таким образом, пе- ременнотоковое сопротивление — импеданс ячейки зависит от диэлектрической проницаемости и электропроводности пробы. Резонансная частота и амплитуда колебаний в колебательном контуре отражают изменение импеданса. [c.329]

Оптимальную чувствительность измерений получают при максимальном изменении измеряемой величины в зависимости от удельной электропроводности. Для обоих типов кривых это имеет место в областях с наибольщей крутизной, т. е. в области их точки перегиба. При этом нужно помнить, что колоколообразная кривая имеет две точки перегиба иначе говоря, для методов, в которых используется активная составляющая, существуют две области оптимальных измерений (численные значения в них противоположны по знаку). З-образная кривая имеет только одну точку перегиба. Таким образом, измерения реактивной составляющей могут быть проведены только в одной оптимальной области электропроводности. На рис. Д. 139 представлена взаимосвязь между показаниями прибора, удельной электропроводностью пробы, оптимальной рабочей областью и чувствительностью, а также типичные кривые титрования. Из кривых, приведенных на рис. Д. 139, можно сделать вывод, что при одинаковых параметрах приборов оптимальная область при измерении реактивной составляющей находится посередине между двумя рабочими областями метода активной составляющей. Положение указанных областей зависит от параметров приборов, поэтому перед проведением измерений нужно один раз снять характеристическую кривую для определения оптимальной рабочей области. В общем в обоих методах, повышая рабочую частоту, можно охватить также и область более высоких значений электропроводности, т. е. область более Ьысоких концентраций электролитов, как это видно из рис. Д.140 и Д.141. [c.333]

В подавляющем большинстве опубликованных работ, относящихся к частотным методам, используется частотная модуляция в L -генераторах. При таком способе измерения применяются С- и -ячейки, включаемые непосредственно в колебательный контур генератора аналогично включению при использовании Q-метриче-ского метода. Однако различие состоит в том, что измеряется не амплитуда тока, протекающего через контур, или напряжение на клеммах контура, а частота напряжения на выходе генератора, которая зависит от величины х исследуемого раствора. Дениация частоты пропорциональна изменению электропроводности исследуемого раствора Ах. [c.143]

В случае, когда частота внешнего поля со 2> 1/0 (0 —время релаксации ионного облака), распределение ионов в облаке уже не успевает за изменениями поля, и форма облака приблилсается к сферически симметричной. Внешне этот эффект проявляется в увеличении электропроводности растворов и называется явлением дисперсии электропроводности. [c.114]

Роль ионных атмосфер в электропроводности подтверждается также ее изменением при применении сильных полей или высокой частоты. Если приложить к электролиту большую разность потенциалов (порядка десятков и сотен тысяч В/см), то электро-Рис. 163. Зависимость эквива- проводность повышается. Зависи-лентной электропроводности от мость электропроводности от напряжения (эффект Вина) напряженности имеет вид, показанный на рис. 163 (эффект Вина). [c.358]

Экспериментальные исследования показывают, что значения удельной электропроводности дисперсной системы зависят от частоты внеш-гиего поля. Подобная дисперсия электропроводности связана с изменением характера поляризационных эффектов на высоких частотах и и была подробно исследована Духиным с сотр. [c.195]

Первый член этой зависимости представляет собой активную (О), а второй - реактивную (5) составляющие проводимости. Зависимость активной составляющей от удельной электропроводности раствора и, следовательно, от концентрации электролита изображена на рис. 5.9, а. Обычно ее выражают в полулогарифмических координатах. В этом случае соответствующая кривая имеет коло-колообразную форму (рис. 5.9, б), симметричную относительно точки максимума. Увеличение частоты переменного тока приводит к смещению величины х, соответствующей максимуму кривой, в сторону больших значений. Чувствительность при измерениях по активной составляющей (5а) пропорциональна изменению величи- [c.165]