Устройство кондуктометра и принцип его действия

Кондуктометр состоит из измерительного прибора и кондуктометрической ячейки, в которую помещается исследуемый раствор электролита. Ячейка представляет собой стеклянный сосуд с вмонтированными в него электродами.

Для прецизионных (высокоточных) измерений используются платиновые электроды, покрытые для увеличения поверхности слоем тонкодисперсной платины (платиновой чернью). При менее точных измерениях, в т.ч. для учебных целей, можно использовать электроды из других металлов (инертных по отношению к исследуемому раствору).

Поскольку невозможно изготовить ячейки с одинаковыми характеристиками, для получения соизмеримых результатов надо для каждой ячейки определять поправочный коэффициент (т.н. константу ячейки). Константа находится с помощью измерения сопротивления данной ячейки, заполненной эталонным раствором с известной электропроводимостью, обычно 0, 02 М раствором хлорида калия:

К_я = R_KCl ·k_KCl,

где k_KCl - удельная проводимость раствора KCl при температуре опыта.

В основе конструкции кондуктометра лежит схема четырехплечного уравновешенного моста (мост Уитстона), изображенная на рисунке.

Ток, поступающий от источника в точку А, разветвляется к точкам В и D и затем через точку Е возвращается к источнику. Сопротивления отрезков АВ, ВЕ, АD и DЕ соответственно равны R_x, R₃, R₁, R₂. Если к точкам В и D подключить нуль-индикатор (гальванометр) U, то в том случае, когда падения напряжения на участках АВ и АD и, соответственно, ВЕ и DЕ будут одинаковы, он покажет отсутствие тока. При этом будет иметь место соотношение

R_x/R₃ = R₁/R₂,

называемое уравнением баланса моста. Сопротивления R₁ и R₂ выбираются так, чтобы они были одного порядка с измеряемым сопротивлением, а в качестве R₃ берутся магазин сопротивлений и реохорд. Если известны сопротивления R₁, R₂, и R₃, то можно определить и исследуемое сопротивление R_x.