2302244 Electronic Lesson Conductometric Methods อ.ดร. ปาริฉัตร วนลาภพัฒนา

Outline Introduction Normality Fundamentals of Electricity Ohm’s Law Kirchoff’s Circuit Laws Wheatstone Bridge

Introduction CONDUCTOMETRIC METHODS เป็นการวิเคราะห์โดยการวัดการนำไฟฟ้า (conductance) ของสารละลาย ดังนั้น นิสิตควรทบทวนความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้า (electricity) และนิยามสำคัญที่เกี่ยวข้อง ดังต่อไปนี้ ...

Normality คือ จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลายในสารละลายปริมาตร 1 ลิตร... is the number of gram-equivalent of a solute per liter of solution… คือ จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลายในสารละลายปริมาตร 1 ลิตร... when the number of gram-equivalent is weight of a solute divided by its gram-equivalent weight. โดย จำนวนกรัมสมมูล คือ น้ำหนักของตัวถูกละลาย / น้ำหนักกรัมสมมูล

Normality Normality (N) = N = น้ำหนักกรัมสมมูล คือ น้ำหนักเป็นกรัมของสารที่สามารถให้ประจุบวก หรือ ประจุลบ 1 โมล จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลาย สารละลาย 1 ลิตร น้ำหนักตัวถูกละลาย (กรัม) น้ำหนักกรัมสมมูล (กรัม/สมมูล) x ปริมาตรสารละลาย (ลิตร) จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลาย สารละลาย 1 ลิตร น้ำหนักตัวถูกละลาย (กรัม) น้ำหนักกรัมสมมูล (กรัม/สมมูล) x ปริมาตรสารละลาย (ลิตร) Normality (N) = N = น้ำหนักของหมู่บวกหรือหมู่ลบ จำนวนประจุของหมู่ น้ำหนักกรัมสมมูล =

Examples ดังนั้น น้ำหนักกรัมสมมูล = 36.5/1 g•eq-1 HCl 1 mol•dm-3 เท่ากับ 1 normal (N) HCl 1 mol (น้ำหนัก = 36.5 g) ให้ H+ 1 mol ดังนั้น น้ำหนักกรัมสมมูล = 36.5/1 g•eq-1 H2SO4 1 mol•dm-3 เท่ากับ 2 N H2SO4 1 mol (น้ำหนัก = 98 g) ให้ H+ 2 mol ดังนั้น น้ำหนักกรัมสมมูล = 98/2 = 49 g•eq-1

Fundamentals of Electricity

Ohm’s Law กฎที่แสดงความสัมพันธ์ของกระแสไฟฟ้า (current, I) ความต่างศักย์ (voltage drop หรือ potential difference, V) และความต้านทาน (resistance, R)

Kirchoff’s Circuit Laws Kirchoff’s current law ณ รอยต่อ (junction) ใดๆ กระแสไฟฟ้า ที่ไหลเข้า เท่ากับ กระแสไฟฟ้าที่ไหลออก i2 + i3 = i1 + i4 Kirchoff’s voltage law ผลรวมของศักย์ไฟฟ้าใน loop ใดๆ เป็นศูนย์ v1 + v2 + v3 + v4 = 0

Two Types of Circuits วงจรอนุกรม (series circuits) กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะมีค่าเท่ากันหมดทั้งวงจร I = IR1 = IR2 = IR3 ดังนั้น Vtotal = IR1 + IR2 + IR3 Vtotal = VR1 + VR2 + VR3 และ IRtotal = IR1 + IR2 + IR3 Rtotal = R1 + R2 + R3 I

Two Types of Circuits วงจรขนาน (parallel circuits) Rtotal R1 R2 R3 Vtotal = VR1 = VR2 = VR3 Itotal = IR1 + IR2 + IR3 Vtotal = Vtotal + Vtotal + Vtotal 1 = 1 + 1 + 1 Itotal Rtotal R1 R2 R3 Rtotal R1 R2 R3

Wheatstone Bridge เป็นอุปกรณ์สำหรับตรวจวัดตัวต้านทาน Rx = unknown resistance R1, R3 = known resistance R2 = adjustable known resistance Rg = resistance of galvanometer ปรับให้ค่าความต่างศักย์ระหว่างจุด B และ D เป็นศูนย์ (ig = 0) แล้ว R2 / R1 = Rx / R3

Wheatstone Bridge ณ รอยต่อ B และ D I3 – Ix – Ig = 0 --- (1) I1 + Ig – I2 = 0 --- (2) loop ABD และ BCD I3 R3 + Ig Rg – I1 R1 = 0 --- (3) Ix Rx – I2 R2 – Ig Rg = 0 --- (4)

Wheatstone Bridge เมื่อ bridge สมดุล Ig = 0 จาก (1) และ (2) Rx = R2 R3 I3 = Ix --- (1) และ I1 = I2 --- (2) I3 R3 = I1 R1 --- (3) Ix Rx = I2 R2 --- (4) (4) / (3) Rx = I2 R2 I3 R3 I1 R1 Ix จาก (1) และ (2) Rx = R2 R3 R1

References อินทิรา หาญพงษ์พันธ์, เคมีทั่วไปสำหรับนิสิตวิศวกรรมศาสตร์, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ประเทศไทย. http://en.wikipedia.org http://www.allaboutcircuits.com