WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

Нет Вывод результатов Конец Рис. 4.2. Блок-схема второй программы Рис. 4.3. Программно-аналитический комплекс для расчёта средних резонансных частот колебаний гидратированных ионов в двойном электрическом слое для водных растворов KCl и NaCl Рис. 4.4. Окно первой программы Рис. 4.5. Результаты расчёта резонансной частоты по первой программе Вторая программа отличается от первой тем, что она позволяет рассчитывать средние резонансные частоты колебаний гидратированных ионов при концентрациях недоступных для первой программы.

С помощью второй программы возможно рассчитать резонансную частоту колебаний гидратированных ионов при различных концентрациях растворов хлоридов калия и натрия в интервале 0,1…4,0 m с шагом 0,01 m при заданной температуре от 25…40 °С с шагом 1 °С.

4.6. Аппроксимационные уравнения для 0,1…1 m водных растворов KCl t, °C fr, ±, Гц 25 fr± = –2045,3 m2 + 11350 m + 379,26 fr± = –2148,5 m2 + 11664 m + 386,27 fr± = –2255,9 m2 + 11986 m + 394,28 fr± = –2367,7 m2 + 12317 m + 404,29 fr± = –2484,1 m2 + 12656 m + 414,30 fr± = –2605,4 m2 + 13004 m + 424,31 fr± = –2731,7 m2 + 13361 m + 436,32 fr± = –2863,4 m2 + 13727 m + 449,33 fr± = –3000,7 m2 + 14102 m + 463,34 fr± = –3143,8 m2 + 14486 m + 479,35 fr± = –3293,0 m2 + 14879 m + 495,36 fr± = –3448,6 m2 + 15281 m + 513,37 fr± = –3610,8 m2 + 15693 m + 533,38 fr± = –3779,9 m2 + 16114 m + 554,39 fr± = –3956,1 m2 + 16543 m + 577,40 fr± = –4139,6 m2 + 16982 m + 601,4.7. Аппромаксимационные уравнения для 1,1…4 m водных растворов KCl t, °C fr, ±, Гц 25 fr± = –218,5 m2 + 8136,5 m + 2083,26 fr± = –233,81 m2 + 8308,7 m + 2162,27 fr± = –249,54 m2 + 8480,6 m + 28 fr± = –265,68 m2 + 8651,6 m + 2345,29 fr± = –282,19 m2 + 8821,3 m + 2449,30 fr± = –299,04 m2 + 8989,2 m + 2562,31 fr± = –316,18 m2 + 9154,9 m + 2686,32 fr± = –333,57 m2 + 9317,7 m + 2819,33 fr± = –351,16 m2 + 9477,0 m + 2964,34 fr± = –368,88 m2 + 9632,2 m + 3121,35 fr± = –386,66 m2 + 9782,6 m + Продолжение табл. 4.t, °C fr, ±, Гц 36 fr± = –404,43 m2 + 9927,4 m + 37 fr± = –422,11 m2 + 10066 m + 3667,38 fr± = –439,59 m2 + 10197 m + 3877,39 fr± = –456,79 m2 + 10320 m + 4102,40 fr± = –473,59 m2 + 10435 m + 4343,4.8. Аппроксимационные уравнения для 0,1…4 m водных растворов NaCl t, °C fr, ±, Гц 25 fr± = –1834,6 m2 + 9656,3 m + 251,26 fr± = –1869,3 m2 + 9853,6 m + 257,27 fr± = –1903,8 m2 + 10052 m + 264,28 fr± = –1937,9 m2 + 10250 m + 270,29 fr± = –1971,6 m2 + 10449 m + 276,30 fr± = –2004,7 m2 + 10647 m + 283,31 fr± = –2037,1 m2 + 10845 m + 289,32 fr± = –2068,7 m2 + 11041 m + 296,33 fr± = –2099,2 m2 + 11235 m + 303,34 fr± = –2128,7 m2 + 11428 m + 310,35 fr± = –2156,9 m2 + 11617 m + 317,36 fr± = –2183,6 m2 + 11803 m + 324,37 fr± = –2208,7 m2 + 11985 m + 331,38 fr± = –2232,1 m2 + 12162 m + 338,39 fr± = –2253,6 m2 + 12334 m + 345,40 fr± = –2273,0 m2 + 12500 m + 352,Для запуска второй программы после загрузки компьютера следует в появившемся окне выбрать «Резонансная частота – концентрация» (рис. 4.3).

Затем в окне ввода данных «Вычисление резонансной частоты» (рис. 4.6) указать интересующее исследователя вещество (KCl или NaCl) и ввести в графу «Нижний предел концентрации» необходимое значение, например 0,1. В графе «Верхний предел концентрации» задать необходимое значение, например 4, а в графу «Температура» ввести требуемое значение температуры, например 25.

После этого нажать кнопку «Вычислить». На экране появятся рассчитанные значения средних резонансных частот колебаний гидратированных ионов хлорида калия для 0,1…4 m растворов с шагом 0,01 m при температуре 25 °С.

На рис. 4.7 показан фрагмент значений средних резонансных частот колебаний гидратированных ионов хлорида калия в диапазоне концентраций растворов 1,0…1,3 m с шагом 0,01 m при 25 °С.

Рис. 4.6. Окно второй программы Рис. 4.7. Результаты расчёта резонансной частоты по второй программе 4.9. Аппроксимационные уравнения для 1,1…4,0 m водных растворов NaCl t, °C fr, ±, Гц 25 fr± = –165,21 m2 + 6733,5 m + 1661,26 fr± = –153,63 m2 + 6851,4 m + 1704,27 fr± = –140,04 m2 + 6965,5 m + 1749,28 fr± = –124,27 m2 + 7075,1 m + 29 fr± = –106,13 m2 + 7179,5 m + 1851,30 fr± = –85,394 m2 + 7277,8 m + 31 fr± = –61,859 m2 + 7369,3 m + 1970,32 fr± = –35,292 m2 + 7452,9 m + 2036,33 fr± = –5,4489 m2 + 7527,8 m + 2108,34 fr± = 27,923 m2 + 7592,8 m + 2186,35 fr± = 65,09 m2 + 7646,9 m + 36 fr± = 106,33 m2 + 7688,7 m + 2360,37 fr± = 151,92 m2 + 7717,2 m + 2458,38 fr± = 202,15 m2 + 7730,9 m + 39 fr± = 257,33 m2 + 7728,4 m + 40 fr± = 317,75 m2 + 7708,4 m + 2804,Таким образом, разработанный программно-аналитический комплекс позволяет рассчитывать резонансные частоты колебаний гидратированных ионов для водных растворов хлоридов калия и натрия в интервале концентраций 0,1…4 m и температур 25…40 °С с заданным пользователем шагом концентраций и температур.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основе физической модели, происходящих в двойном электрическом слое явлений в отсутствие фарадеевских процессов, и математической модели, позволяющей рассчитывать резонансные частоты колебаний гидратированных ионов, разработан метод кондуктометрического определения активного и реактивного сопротивлений импеданса, а также средних резонансных частот колебаний гидратированных ионов.

Установлено, что в традиционных кондуктометрических ячейках наблюдается сильное взаимное влияние электродов.

Вид полученных зависимостей криволинеен, поэтому нахождение резонансной частоты колебаний гидратированных ионов графическим методом затруднен.

Обоснован выбор конструкция кондуктометрической ячейки для раздельного определения активной, ёмкостной и индуктивной составляющих импеданса.



Особенностью рекомендованной для измерений ячейки является наличие трубки с внутренним диаметром (1…2 мм), впаянной между вертикальными коленами U-образной ячейки.

Показано, что все составляющие импеданса можно определить лишь при использовании такой ячейки. Отклонение расчётных величин средних резонансных частот колебаний гидратированных ионов от экспериментальных значений не превышает 7 %.

Результаты измерений fr, ± растворов 1, 1-валентных электролитов хорошо совпадают с теоретически рассчитанными величинами в диапазоне температур 298…313 К и концентраций 0,1…1,1 m (расхождение не превышает 10 %).

Подтверждена выдвинутая нами гипотеза: в двойном электрическом слое происходит взаимосвязанное колебание гидратированных катионов и анионов с общей массой, равной среднегеометрической величине.

Показано, что физическая и математическая модели адекватно описывают явления, происходящие в двойном электрическом слое в отсутствие стадии разряда-ионизации.

При выполнении последующих исследований эти представления и результаты измерений предполагается использовать для разработки метода анализа растворов электролитов на содержание хлоридов, сульфатов и ацетатов различных металлов, а также других солей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Латышенко, К.П. Состояние и перспективы развития контактной низкочастотной кондуктометрии / К.П. Латышенко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2006. – Т. 1, № 1 А. – С. 42 – 2. Килимник, А.Б. Колебательные процессы в двойном электрическом слое при наложении переменного тока / А.Б. Килимник // Вестник Тамб. гос. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. – 2006. – Т. 11, вып. 4. – С. 586 – 587.

3. Интенсификация электрохимических процессов на основе несимметричного переменного тока / А.И. Диденко, В.А. Лебедев, С.В. Образцов [и др.] // Интенсификация электрохимических процесс- сов / под ред. Томилова А.П. – М. : Наука, 1988. – С. 192 – 193.

4. Дамаскин, Б.Б. Основы теоретической электрохимии / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий. – М. : Высшая школа, 1978. – 239 с.

5. Фролов, В.В. Химия / В.В. Фролов. – М. : Высшая школа, 1986. – 543 с.

6. Справочник химика / под ред. Б.П. Никольского. – Л. : Химия, 1964. – Т. 3. – 1008 с.

7. Свойства электролитов : справочник / под ред. И.Н. Максимовой. – М. : Металлургия, 1987. – 128 с.

8. Килимник, А.Б. Кондуктометрическая ячейка для определения реактивных составляющих импеданса / А.Б. Килимник, В.В. Ярмоленко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2007. – Т. 13, № 1А. – C. 51 – 56.

9. Килимник, А.Б. Влияние площади поверхности электродов на точность определения реактивных составляющих импеданса / А.Б. Килимник, В.В. Ярмоленко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2007. – Т. 13, № 2А. – C. 467 – 473.

10. Ярмоленко, В.В. Влияние температуры на реактивные составляющие импеданса кондуктометрической ячейки / В.В.

Ярмоленко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2007. – Т. 13, № 4А. – C. 908 – 912.

11. Килимник, А.Б. Влияние концентрации хлорида калия на реактивные составляющие импеданса кондуктометрической ячейки / А.Б. Килимник, В.В. Ярмоленко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2008. – Т. 14, № 1. – С. 111 – 117.

12. Ярмоленко, В.В. Разработка программно-аналитического комплекса для расчета средней резонансной частоты колебаний гидратированных ионов в растворах неорганических / В.В. Ярмоленко, А.Б. Килимник // Всероссийская школа-семинар «Инновационный менеджмент в сфере высоких технологий» / Тамб. гос. техн. ун-т. – 2008. – С. 260 – 261.

ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение ДАННЫЕ ДЛЯ РАСТВОРОВ KCl П.1.1. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,1 m раствор KCl, T = 298 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 9967 0,51553 0,637123 1,1197 9947 0,38725 1,432809 2,1598 9936 0,29862 2,553604 3,1998 9926 0,22948 3,992004 4,2397 9918 0,17914 5,745609 5,2797 9914 0,14253 7,823209 7,3198 9907 0,11512 10,227204 8,П.1.2. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,1 m раствор KCl, T = 303 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 9182 0,537 0,637123 1,1197 9182 0,417 1,432809 2,1597 9173 0,324 2,550409 3,1998 9160 0,253 3,992004 3,2398 9153 0,200 5,750404 5,2798 9141 0,161 7,828804 6,3198 9148 0,131 10,227204 7,П.1.3. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,1 m раствор KCl, T = 308 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 8465 0,544 0,636325 1,1196 8463 0,434 1,430416 2,1598 8453 0,345 2,553604 2,1997 8447 0,276 3,988009 3,2398 8436 0,222 5,750404 4,2798 8430 0,179 7,828804 5,3198 8430 0,148 10,227204 6,П.1.4. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,1 m раствор KCl, T = 313 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–800 7430 0,560 0,64 1,1200 7424 0,463 1,44 2,1600 7390 0,383 2,56 2,2000 7397 0,318 4,00 3,2400 7368 0,265 5,76 3,2800 7368 0,215 7,84 4,3200 7361 0,180 10,24 5,П.1.5. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,2 m раствор KCl, T = 298 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 5180 0,65100 0,636325 1,1198 5176 0,58400 1,435204 1,1598 5171 0,51800 2,553604 1,1998 5169 0,45200 3,992004 2,2397 5167 0,39179 5,745609 2,2797 5167 0,33896 7,823209 2,3198 5167 0,29296 10,227204 3,3598 5165 0,25596 12,945604 3,3998 5168 0,22251 15,984004 4,4398 5168 0,19451 19,342404 5,4796 5170 0,17151 23,001616 5,5196 5170 0,15251 26,998416 6,5596 5170 0,13551 31,315216 7,5996 5169 0,12130 35,952016 8,П.1.6. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,2 m раствор KCl, T = 303 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 4757 0,65530 0,636964 1,1198 4754 0,60051 1,435204 1,Продолжение табл. П.1.f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1597 4754 0,53051 2,550409 1,1999 4746 0,47200 3,996001 2,2398 4732 0,41600 5,750404 2,2798 4719 0,36700 7,828804 2,3199 4717 0,32156 10,233601 3,3598 4717 0,28185 12,945604 3,3998 4720 0,24785 15,984004 4,4399 4726 0,21785 19,351201 4,4796 4721 0,19384 23,001616 5,5198 4721 0,17284 27,019204 5,5596 4722 0,15484 31,315216 6,5995 4725 0,13884 35,940025 7,П.1.7. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,2 m раствор KCl, T = 308 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 4346 0,65884 0,636804 1,1197 4346 0,60484 1,432809 1,1600 4350 0,54984 2,560000 1,1999 4347 0,49484 3,996001 2,2399 4337 0,44284 5,755201 2,2798 4326 0,39337 7,828804 2,3197 4322 0,3503 10,220810 2,3598 4327 0,3103 12,945600 3,3998 4335 0,2743 15,984000 3,4400 4341 0,2433 19,360000 4,4797 4337 0,2183 23,011210 4,5197 4327 0,1963 27,008810 5,5598 4324 0,1764 31,337600 5,5997 4327 0,1584 35,964010 6,П.1.8. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,2 m раствор KCl, T = 313 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–798 4005 0,66539 0,636166 1,1197 4000 0,62139 1,432809 1,1597 3994 0,56668 2,550409 1,1999 3993 0,51668 3,996001 1,2398 3992 0,46668 5,750404 2,2797 3995 0,42053 7,823209 2,3198 4002 0,37453 10,227200 2,3598 4009 0,33353 12,945600 2,3999 4014 0,29953 15,992000 3,4400 4015 0,26853 19,360000 3,4795 4003 0,24053 22,992030 4,5196 4000 0,21753 26,998420 4,5595 3994 0,19653 31,304030 5,5996 3991 0,17853 35,952020 5,П.1.9. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,3 m раствор KCl, T = 298 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 3585 0,59432 1,44 1,1600 3578 0,54149 2,56 1,2000 3573 0,49341 4,00 2,2400 3565 0,44337 5,76 2,2800 3565 0,40534 7,84 2,3200 3564 0,37066 10,24 2,3600 3550 0,34437 12,96 2,4000 3549 0,32347 16,00 3,4400 3549 0,30119 19,36 3,4800 3551 0,27620 23,04 3,5200 3550 0,25451 27,04 3,5600 3550 0,23445 31,36 4,6000 3550 0,21648 36,00 4,П.1.10. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,3 m раствор KCl, T = 303 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 3298 0,60861 1,44 1,1600 3291 0,5534 2,56 1,2000 3286 0,50766 4,00 1,2400 3278 0,46446 5,76 2,2800 3272 0,42806 7,84 2,3200 3274 0,39401 10,24 2,3600 3248 0,37766 12,96 2,4000 3248 0,35162 16,00 2,4400 3251 0,32290 19,36 3,4800 3251 0,29845 23,04 3,5200 3250 0,27622 27,04 3,5600 3247 0,25629 31,36 3,6000 3250 0,23673 36 4,П.1.11. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,3 m раствор KCl, T = 308 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 3042 0,60771 1,44 1,1600 3036 0,56054 2,56 1,2000 3031 0,51721 4,00 1,2400 3019 0,48000 5,76 2,2800 3015 0,44373 7,84 2,3200 3015 0,41180 10,24 2,3600 2986 0,38210 12,96 2,4000 2990 0,36100 16,00 2,4400 2991 0,34052 19,36 2,4800 2991 0,31958 23,04 3,5200 2986 0,29723 27,04 3,5600 2984 0,27693 31,36 3,6000 2984 0,25765 36,00 3,П.1.12. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,3 m раствор KCl, T = 313 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 2774 0,60115 1,44 1,1600 2763 0,56140 2,56 1,2000 2759 0,53642 4,00 1,2400 2752 0,50438 5,76 1,2800 2751 0,47430 7,84 2,3200 2750 0,45327 10,24 2,3600 2769 0,41210 12,96 2,4000 2771 0,39320 16,00 2,4400 2771 0,36501 19,36 2,4800 2767 0,34800 23,04 2,5200 2765 0,32160 27,04 3,5600 2763 0,29371 31,36 3,6000 2761 0,28140 36,00 3,П.1.13. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,4 m раствор KCl, T = 298 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 2750 0,65261 1,44 1,1600 2743 0,61278 2,56 1,2000 2739 0,57471 4,00 1,2400 2730 0,52931 5,76 1,2800 2730 0,49480 7,84 2,3200 2729 0,46166 10,24 2,3600 2723 0,43426 12,96 2,4000 2723 0,41804 16,00 2,4400 2723 0,39174 19,36 2,4800 2724 0,36571 23,04 2,5200 2723 0,34250 27,04 2,5600 2724 0,32032 31,36 3,6000 2723 0,30000 36,00 3,П.1.14. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,4 m раствор KCl, T = 303 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 2528 0,66266 1,44 1,1600 2522 0,62112 2,56 1,2000 2518 0,58540 4,00 1,2400 2510 0,54875 5,76 1,2800 2505 0,51648 7,84 1,3200 2507 0,48474 10,24 2,3600 2494 0,45823 12,96 2,4000 2494 0,43878 16,00 2,4400 2496 0,41167 19,36 2,4800 2496 0,38726 23,04 2,5200 2496 0,36453 27,04 2,5600 2495 0,34350 31,36 2,6000 2496 0,32169 36,00 3,П.1.15. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,4 m раствор KCl, T = 308 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 2335 0,65664 1,44 1,1600 2329 0,62260 2,56 1,2000 2324 0,58918 4,00 1,2400 2313 0,55984 5,76 1,2800 2310 0,52886 7,84 1,3200 2310 0,49986 10,24 2,3600 2296 0,47590 12,96 2,4000 2301 0,45449 16,00 2,4400 2299 0,42832 19,36 2,4800 2301 0,40571 23,04 2,5200 2299 0,38361 27,04 2,5600 2296 0,36335 31,36 2,6000 2296 0,34341 36,00 2,П.1.16. Результаты измерения активного сопротивления и ёмкости (0,4 m раствор KCl, T = 313 К) f, Гц Ri, Ом Ci, мкФ f 2, кГц2 1/C, мкФ–1200 2140 0,66550 1,44 1,1600 2135 0,63224 2,56 1,2000 2130 0,60191 4,00 1,2400 2124 0,57854 5,76 1,2800 2123 0,54994 7,84 1,3200 2122 0,52126 10,24 1,3600 2132 0,49672 12,96 2,4000 2134 0,47201 16,00 2,4400 2133 0,44655 19,36 2,4800 2131 0,42344 23,04 2,5200 2130 0,40190 27,04 2,5600 2128 0,38094 31,36 2,6000 2127 0,36213 36,00 2,П.1.17.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.