[发明专利]基于电容法的溶液浓度测量方法

说明书

本发明公开了一种基于电容法的溶液浓度测量方法，利用的是不同浓度电介质溶液之间电阻或介电常数的差异导致液体电容器电容值的改变这一原理，搭建了一个工作平台对不同浓度的蔗糖溶液、硫酸镁溶液、氯化钠溶液、乙醇溶液进行了电容的测量，进行数据分析后发现溶液的介电常数与溶液浓度有关，若溶质的介电常数比溶剂的介电常数小，则电容值与溶液浓度呈负相关，与理论基本契合。通过本发明，能够在极端的环境(有毒，电磁干扰等)下，或者样品不能直接接触的情况下快速、实时的测量液体浓度。

技术领域

本发明涉及浓度测量领域，尤其涉及一种基于电容法的溶液浓度测量方法。

背景技术

现在，测量液体浓度的方法有很多很多种：滴定法、分光光度法、比重法、旋光度法等等。这些方法满足了我们日常和科研对浓度测量的基本需求，但是对于工业来说，快速，实时，才是他们需要的。一些极端的环境(有毒，电磁干扰等)下，或者样品不能直接接触等等的情况，这些方法恐怕无法满足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于电容法的溶液浓度测量方法。

本发明技术方案如下：

一种基于电容法的溶液浓度测量方法，包括：

配置不同浓度的溶液；其中，溶液的浓度呈梯度设置；

测试不同浓度的溶液的折射率，若为离子溶液，则同时测试不同浓度溶液的导电率；

提供测量装置，所述测量装置包括连接电源的电容器，以及设置于电容器极板之间的导管，将所述不同浓度的溶液分别注入到所述导管中，并将导管两端封闭，将电容器与电容测试仪连接，调好频率挡和电压档，记录对应的电容值；

根据不同浓度溶液的折射率、导电率与电容值，拟合计算得到电容器的参数和相应溶剂的介电常数，确定对应不同溶剂溶液的电容值与摩尔浓度的函数关系，以实现通过溶液的电容值计算摩尔浓度。

进一步地，在测量所述折射率的步骤中，是通过阿贝折射仪进行测量。

进一步地，在测量所述电容值的步骤中，是通过1TH2618电容测试仪进行测量。

进一步地，纯水或有机溶液、电解质溶液的体积分数或摩尔分数与电容值的线性关系式表示为：

C＝(ε₁-ε₂)kα+b

其中，ε₁、ε₂分别为溶质、溶剂的介电常数,α为溶质的摩尔分数或体积分数；ω为角速度。

进一步地，配置不同浓度溶液的步骤中，配置的溶液类型及相应的浓度包括：纯水、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％不同浓度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液和3％、6％、9％、12％、15％、18％、21％、24％不同浓度的硫酸镁和氯化钠溶液。

进一步地，测试不同浓度的溶液的折射率和导电率的步骤中，用吸管吸取1-2滴的样品溶液，用阿贝折射仪测量样品的折射率，记录相对应的测量结果；对于离子溶液需要用笔式电导率仪测量其电导率。

本发明的有益效果：

本发明的基于电容法的溶液浓度测量方法利用的是不同浓度电介质溶液之间电阻或介电常数的差异导致液体电容器电容值的改变这一原理，搭建了一个工作平台对不同浓度的蔗糖溶液、硫酸镁溶液、氯化钠溶液、乙醇溶液进行了电容的测量，进行数据分析后发现溶液的介电常数与溶液浓度有关，若溶质的介电常数比溶剂的介电常数小，则电容值与溶液浓度呈负相关，与理论基本契合。通过本发明，能够在极端的环境(有毒，电磁干扰等)下，或者样品不能直接接触的情况下快速、实时的测量液体浓度。

附图说明