Digitale samenvatting van het vak Gevorderde Instrumentele Chemie (theorie gedeelte) gegeven in het 3e jaar voor de Professionele Bachelor in de Chemie aan de UCLL te Leuven.
1. Conductometrie
1.1 Theorie
Conductometrie = het meten van geleidbaarheid (wisselstroom anders reductie ionen)
Celweerstand R [Ω]= de weerstand van de vloeistof tussen de twee elektroden
Geleidbaarheid G (=1/R) [S] = het vermogen om elektrische stroom door te laten
Factoren die de geleidbaarheid beïnvloeden
l = afstand tussen de 2 elektroden [cm]
S = oppervlakte van de elektroden [cm²]
Wet van Pouillet:
Aantal ionen tussen de 2 elektroden
Aard van de ionen tussen de 2 elektroden (mobiliteit ion)
Temperatuur en viscositeit van de vloeistof (invloed op mobiliteit)
Conductiviteit
Uit de wet van Pouillet komt:
𝑅 =𝜌∙ met ρ = resistiviteit of specifieke weerstand [Ω*cm]
𝐺 =𝜎∙ met σ = conductiviteit of specifieke geleidbaarheid = 1/ρ [S/cm]
𝜎=𝐺∙ met = 𝐾 = celconstante [cm-1]
σ is de geleidbaarheid specifiek aan de vloeistof en wordt dus niet beïnvloed door l en S.
Celconstante K : l/S en is specifiek aan de conductometrische cel.
Molaire conductiviteit
Molaire conductiviteit = 𝛬 = is de conductiviteit herleid naar een concentratie van 1 mol/L.
2
, Sterke elektrolyten:
Λ∞ is eigen aan het elektrolyt, onafhankelijk van instrumentele parameters, onafhankelijk van de
concentratie, wel afhankelijk van de temperatuur. Het wordt bepaald in een toestand zonder
wisselwerking tussen ionen onderling zodat:
Λ = Σ 𝑣 . 𝜆 (𝑘𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑒𝑛) + Σ 𝑣 . 𝜆 (𝑎𝑛𝑖𝑜𝑛𝑒𝑛) met v+ en v- = stoichiometrische coëfficiënten
1.2 apparatuur
Wheatstone-type conductometer
Spanningswet: Stroomwet:
UDA = UCD I1 = I2 + IG
I1R1 = IxRx IX + I G = IR
en bij evenwicht: IG = 0
UAB = UBC dus:
I2R2 = IRRR I1 = I 2
Dus: = IX = IR
De twee wetten samen én evenwicht:
=
=
Of dus:
𝐺 = = ∙
RX is de celweerstand van de vloeistof, RR is de regelbare weerstand.
Elektronische conductometer
= OPAMP met negatieve feedback streeft naar een potentiaal op punt S van nul
𝐸 =− ∙𝐸
R1 wordt vervangen door een conductimetrische cel met
onbekende RX. En Ei is afkomstig van een AC-bron.
𝐺 =− ∙
∙𝐸 of 𝐺 =𝑘∙𝐸
1.3 Toepassingen oefeningen p13
Directe meting
Titraties EP kwantitatieve bepaling
o Snijpuntsbepaling dmv extrapolatie van rechten
o Mag niet beïnvloed worden door volumestijging/verdunning
Volumecorrectie 𝐺 ∗ = 𝐺 ∙
Verdunning verwaarloos maken (ctitrans = 100* ctitreren vl)
Bijzondere toepassing: CMC bepaling
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