Диэлькометрия

ДИЭЛЬКОМЕТРИЯ (диэлектрометрия), совокупность методов количеств. определения в-в и исследования их мол. структуры, основанных на измерении диэлектрич. проницаемости е и тангенса угла диэлектрич. потерь tgd. Диэлектрич. св-ва изучают в постоянном и переменном (с частотой до 1012 Гц) электрич. полях. Как правило, определяют относит. величины er = С/С0, где С и С0 - емкости одного и того же конденсатора соотв. с исследуемым в-вом и с воздухом. Абс. величина e = ere0, где e0 - диэлектрич. проницаемость вакуума. В переменном электрич. поле наблюдается сдвиг фазы j между наложенным напряжением с частотой w и током, протекающим через конденсатор с в-вом. При этом потери электрич. энергии количественно характеризуют величиной tgs, где s = 90 — j. Ячейку с диэлектриком принято изображать электрич. эквивалентной схемой, состоящей из идеального (т. е. не имеющего потерь энергии) конденсатора емкости С, соединенного, как правило, параллельно с идеальным сопротивлением R, не имеющим реактивной проводимости. В этом случае tgs = 1/wСR и его определение сводится к измерению С и R. При разл. частотах электрич. поля применяют разл. методы измерения. В области w = 10-1 — 107 Гц используют мостовые методы, в к-рых в одном из плеч электрич. измерит. моста находится ячейка с исследуемым диэлектриком, в др. плечах - конденсаторы и сопротивления, к-рые подбирают так, чтобы скомпенсировать сдвиг фаз между током и напряжением в ячейке. При частотах от 105 до 1011 Гц используют резонансные методы, в к-рых сначала настраивают в резонанс с генератором колебательный контур с эталонным конденсатором переменной емкости (получают значение емкости С), а затем подключают параллельно конденсатор с исследуемым в-вом и снова настраивают в резонанс (получают значение емкости эталонного конденсатора С:). Емкость конденсатора с в-вом С = С' — С:. Величину R определяют методом замещения. Установив емкость эталонного конденсатора, равной С, отключают ячейку с диэлектриком, последовательно присоединяют эталонное сопротивление и меняют величину последнего до наступления резонанса.
Для градуировки приборов строят градуировочную кривую по эталонным жидкостям с известными значениями er или tgs либо калибруют шкалу прибора в единицах емкости с помощью прецизионного конденсатора и затем определяют емкость проводов, к-рую вычитают из значения емкости ячейки с исследуемым диэлектриком. Изменения в составе диэлектрика или в строении его молекул сопровождаются изменениями er и tgs, что позволяет использовать диэлькометрию для оценки чистоты индивидуальных в-в, обнаружения самопроизвольных хим. процессов в орг. соед., напр., образования пероксидов в диоксане, для определения влажности газов и воздуха. Особенно часто диэлькометрию применяют для определения содержания воды (er к-рой высока) в орг. р-рителях по градуировочной прямой, представляющей собой зависимость er от концентрации воды в исследуемом р-рителе, а также для установления состава смеси двух р-рителей диэлектрич. титрованием. В последнем случае измеряют емкость С ячейки с анализируемой смесью, затем в ту же ячейку помещают один из компонентов этой смеси и добавляют к нему небольшими порциями др. компонент до достижения значения С. По расходу титранта определяют состав смеси. Диэлькометрич. титрование применяют также для изучения строения комплексных соединений. Диэлькометрию используют для контроля дистилляции и нек-рых хим. р-ций (напр., хлорирования, сульфирования, окисления орг. соединений). При этом из исследуемой смеси отбирают пробы и определяют их er. Достижение постоянной величины er, характеризующей основной компонент, свидетельствует об окончании процесса. Диэлькометрию широко применяют для изучения строения молекул хим. соединений, т. к. er, напр., для орто-, мета- и пара-производных или цис- и транс-изомеров различаются. По значениям er разбавленных р-ров полярных в-в в неполярных р-рителях в совокупности со значениями показателей преломления и плотностей этих р-ров вычисляют дипольные моменты соединений. Для анализа в-в, имеющих высокую электропроводность, применяют метод высокочастотного титрования (см. Кондуктометрия). Лит.. Заринский В. А., Ермаков В. И., Высокочастотный химический анализ, М., 1970; Руководство по аналитической химии, пер. с нем., М., 1975, с. 167; Надь Ш. Б., Диэлектрометрия, пер. с венг., М., 1976. В. А. Заринский.

Ещё по теме
Электрохимические методы анализа
Электрогравиметрия — принцип и применение метода
Электрохимический импеданс — основные понятия и применение
Методы количественного определения ртути в химико-токсикологическом анализе
Электрохимические преобразователи информации — принципы и применение
Методы денсиметрии и их применение
Электромиграционные методы в химии и биологии
Термодеполяризационный анализ — метод исследования диэлектриков
Основы потенциометрии — принципы и применение метода
Дилатометр — типы и принцип работы
Хроноамперометрия — основы и применение