Avtomatlashtirish va boshqarish

Prinsipial sxema
Elektrod potensialini bevosita o’lchash imkoniyati bo’lmaganligi uchun u, o’lchov elektrodi 1 va solishtiruvchi elektrod 2 dan tuzilgan galvanic element EYuK si orqali bilvosita o’lchanadi. Ikkala elektrod tadqiq qilinayotgan elektrolitga masalan, yacheyka 3 orqali oqib o’tuvchi analiz qilinayotgan suyuqlikka cho’ktirilgan. O’lchov elektrodi potensiali YeI analiz qilinayotgan muhitda ionlar konsentratsiyasi o’zgarganda o’zgaradi, solishtiruvchi elektrod potensiali Yesr doimiy bo’lib qoladi, chunki u analiz qilinayotgan muhitdagi ionlar konsentratsiyasiga bog’liq emas.
Tenglama va munosabatlar.

Bunday galvanic elementning EYuKsi E o’lchovchi va solishtirma elektrodlar potensiallar farqi bilan aniqlanadi:

E=EI- ESR
Bu EYuK ni doimiy potensial YeSR da o’lchash analiz qilinayotgan suyuqlikda aniqlanayotgan ionlar konsentratsiyasi yoki oksidlanish qaytarilish xossalari haqida ma’lumot olish imkonini beradi.

Suyuq muhitlar konsentrometrlari.
Ivitilgan zig’ir tayyorlashda qo’llaniladigan kimyoviy moddalar asosan suvli eritma ko’rinishida qo’llaniladi. Bu komponentning aralashma yoki eritmada nisbiy mavjudligi konsentratsiya orqali xarakterlanadi. Konsentratsiya turli kattaliklarda tasvirlanishi mumkin: og’irlik, hajm, ekvivalent va foiz munosabat ko’rinishida. Ko’pincha quyidagi konsentratsiyani o’lchash kattaliklari ishlatiladi: g/l, M/l, g-ekv/l, %.
Eritmada component tarkibi o’zgarishi bilan eritmaning fizik xossalari o’zgaradi. O’lchanayotgan fizik kattalik turiga bog’liq ravishda o’lchash usullari densimetrik, konduktometrik va fotometriklarga bo’linadi. Bu usullardan tashqari ultrtovushli, radioaktiv va boshqa usullar ham qo’llaniladi.
Elektrometrik analizatorlar ish prinsipi
Elektrokimyoviy o’lchash vositalariga mansub bo’lgan elektrometrik analizatorlar yoki konduktometrlar ish prinsipi elektrolit eritmalar elektr o’tkazuvchanligini o’lchashga asoslangan. U orqali erigan modda konsentratsiyasi aniqlanadi.
Elektrolitlarning eritmalarida molekulalarning bir qismi mos ravishda kation va anion deb ataluvchi musbat va manfiy ionlarga dissotsiyalanadi. Bu eritmalarga elektr tokini o’tkazish imkonini beradi. Elektrolitning aralishtirilgan bir komponentli eritmasi solishtirma elektr o’tkazuvchanligi Kolraush qonuni orqali aniqlanadi:

Bu yerda a — eritmada elektrolit molekulalarining dissotsiyalangan ulushini ularning eritmadagi umumiy sonidan aniqlovchi elektrolit dissotsiyalanish darajasi.;

s—1 sm3 eritmada eritilgan modda g-ekv. da ifodalangan eritmaning ekvivalent konsentratsiyasi.;
z — ionlar valentligi;
UK va Ua—kation va anionlarning mos ravishdagi harakatchanligi.
B u funktsiyaning ko’rinishi konsentratsiya qiymatiga bog’liq. Aralashtirilgan eritmalarmalar uchun solishtirma elektr o’tkazuvchanlik addetiv kattalik hisoblanadi. Ionlar soni ortishi shart qilingan temperaturaning oshishi bilan eritmalarning solishtirma elektr o’tkazuvhcanligi ortadi. Solishtirma elektr o’tkazuvchanlikning temperaturaga bog’liqligi ikkinchi tartibli tenglama orqali ifodalanadi.:

Bu yerda α, β— Temperatura koeffitsientlari;

_{ }— t0.haroratdagi solistirma elektr o’tkazuvchanlik.
O’lchov yacheykalari kontaktli va kontaktsiz bo’ladi. Kontaktli o’lchov yacheykasidagi elektrodlar soniga qarab ikki, uch va to’rt elektrodli yacheykalarga farqlanadi.
Avtomatik analitik boshqaruvi amaliyotida kontaktli o’lchov yacheykali konduktometrlar keng tarqalgan. Elektrolitik o’lchov yacheykalari qarshiligini o’lchash uchun sxemasi bo’yicha turli vazmin va muvozanatta bo’lmagan o’zgaruvchan tok ko’priklari qo’llaniladi. Temperaturani kompensatsiya qilish uchun metal termorezistorlar qo’llaniladigan konduktometrlar ko’proq tarqalgan (8-rasm). G’ilof 3 dagi tarmorezistor Rt kamera 1 ga keluvchi analiz qilinayotgan suyuqlikka joylashtiriladi. Elektrolitlar va o’tkazgichlarning temperatura koeffitsientlari belgisi bo’yicha qarama-qarshi bo’lganligi uchun qarshilik Rt va shunt qarshiligi Yash qiymatining mos ravishda tanlanishida umumiy qarshilikning doimiyligiga olib keladi. U muvozanatda bo’lmagan ko’prik o’lchash yelkasiga qo’shilgan, temperaturaning berilgan intervalda o’zgarishi masalan, analiz qilinayotgan suyuqlikda aniqlanayotgan component konsentratsiyasi o’rtacha miqdori doimiysini aniqlash uchun ishlatiladi. Keltirilgan sxemadagi ko’prik Uab nomuvozanatlashuvi voltmeter 2 yordamida o’lchanadi. Rezistor R0 esa signalning boshlang’ich pog’onasini o’rnatish uchun xizmat qiladi. Konduktometrik analizatorlar tuzlar, kislotalar, ishqorlar va boshqa muhitlar eritmalari konsentratsiyasini avtomatik nazorat qilish uchun qo’llaniladi. Sxemasini konstruktsiyasiga bog’liq ravishda ishlab chiqarish konduktometrlarining aniqlik sinfi 1-5 ni tashkil etadi. Elektr o’tkazuvchanligi bo’yicha o’lchash diapazoni 1-10-8 dan 1 Sm/sm gacha.
Konduktometrlar gaz aralashmalarini analiz qilish uchun ham qo’llanilishi mumkin. Bunday analiz analiz qilinayotgan gazning yordamchi suyuqlikda oldindan erishi va uning elektr o’tkazuvchanligini o’lchash asosida olib boriladi.
6.1. Ikki elektodli elektrolitik yacheyka solishtirma elektr o’tkazuvchanligi χ₀ = 12,1 Sm/m bo’lgan eritma bilan to’ldirilgan.
Yacheykaning qarshiligi R_ya=13,7 Om teng bo’lgandagi doimiysini toping.
6.2. Doimiy yacheykali K=11,2 m^-1. Yacheyka eritma bilan to’ldirilgan va uning qarshiligi bu holatda 5 MOm ga teng.
Eritmaning kontsentratsiyasini toping, agarda S kontsentratsiya va χ₀ solishtirma og’irlik o’rtasidagi bog’liqlik quyidagi tenglama bilan ifodalanishi ma’lum bo’lsa χ₀ = aS, bu yerda a=1,75 ^. 10^-8 (Sm/m) / (mg/l).
6.3. Kontsentratomerning temperatura xatoligini kompensatsiyalash mumkinmi, agarda kompensator sifatida faqatgina mis qarshiligi R_m dan foydalanilsa?
Elektrodli o’lchov yacheykalari (6-1r) ne zashuntirovanы yacheyka KS1 ning 5% eritmasi bilan to’ldirilgan, solishtirma elektr o’tkazuvchanlik 20⁰S da 7,18sm/m ni tashkil qiladi, temperatura koeffitsienti β = 0,020 K^-1. Doimiy yacheykali K=11,2 m^-1. Temperatura kompensatsiyasini 20 va 40⁰S larda amalga oshirish zarur.
6.8. NaCl eritmasi kontsentratsiyasi elektrodli kontsentratomer bilan o’lchanmoqda. Eritma kontsentratsiyasining nominal qiymati 100mg/l.

Asbob ko’rsatishining eritmaga tasodifan 5 mg/l miqdorda NaOH ishqor tushib qolishi tufayli yuz bergan o’zgarishini baholang. NaOH eritmasining o’tkazuvchanligi huddi shu kontsentratsiyadagi NaCl eritmasining o’tkazuvchanligidan 2,8 marta yuqori.

6.11. Qaysi rezistorlar (6-2r) yordamida berilgan R_t, R_sh, R₁ va R₂ dagi shkalaning boshi va oxirini podgonka qilish mumkin.
6.12. Vodorodli elektrodning o’zgarish koeffitsienti va uning t = 25° S dagi rN qiymatiga bog’liqligini toping. Doimiysining qiymati nernst formulasiga kiradi va quyidagicha ifodalanadi: universal gaz doimiysi R = 8,317 Dj/(K-g-molь), Faradey soni F=96522 Kl/g-ekv.
6.13. O’lchaydigan shisha elektrod va kumush xloridli taqqoslash elektrodidan iborat elektrod sistemasining EYuK i rN qiymati va eritma temperaturasiga bog’liq: E = —203—(54,16 + 0,198t) (rN —4,13) mV.
Izopotentsial nuqta koordinatlarini va sistema o’zgarishi koeffitsientini aniqlang.
6.16. O’lchash elektrodining ichki qarshiligi R_i=50 MOm, taqqoslash elektrodiniki - R_s = 20 kOm ga teng. Sistemaning EYuK i 500 mv. EYuK ni o’lchash uchun diapazoni 0—0,5 V va kirish qarshiligi R_vx =0,5 kOm.
Aytib o’tilgan shartlarda uning ko’rsatmasi qanday bo’ladi?