Общая характеристика нелинейных цепей

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

ЛЕКЦИЯ №31

Меркуриметрия.

Меркуриметрия, или меркуриметрическое титрование — метод
титриметрического анализа, основанный на использовании реакций образования устойчивых, слабодиссоциирующих, растворимых соединений ртути (II) – HgCl₂, Hg(CN)₂, Hg(SCN)₂. которые в растворах присутствуют в форме комплексных соединений.

Сущность метода. Метод используется для определения анионов
Cl^-, Br^-, CN^-, SCN^-, а также ртути (II) Hg²⁺.

Анализируемый раствор, содержащий определяемый анион, титруют стандартным раствором соли ртути(II) — нитрата Hg(NO₃)₂, или перхлората Hg(ClO₄)₂.

Образуется устойчивые комплексы, например:

a) Hg²⁺ + 2Сl^- = HgCl₂

б) Hg²⁺ + 4I^- = [HgI₄]^2-

в ТЭ появляется красный осадок:

Hg²⁺ + [HgI₄]^2- = Hg₂I₄ (или 2HgI₂)↓,

в) Hg²⁺ + 2SCN^- = Hg(SCN)₂.

Окончание титрования фиксируют либо по изменению окраски прибавляемого индикатора, либо по появлению осадка.

Титрант метода. В качестве титранта применяют стандартные растворы нитрата Hg(NO₃)₂ или перхлората Hg(ClO₄)₂ ртути (II), обычно с молярной концентрацией 0,05 моль/л. Нитрат и перхлорат ртути (II) – сильные электролиты и в водном растворе диссоциируют на ионы.

Раствор титранта готовят вначале с приблизительной концентрацией, а затем – стандартизируют по стандартным растворам NaCl или NH₄SCN в присутствии индикатора.

Индикаторы метода. В качестве индикаторов в меркуриметрии применяют нитропруссид натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] • 2Н₂О, дифенилкарбазон, и некоторые другие.

Нитропруссид натрия образует с катионами Hg²⁺ белый осадок:

Hg²⁺ + [Fe(CN)₅NO]^2- + 2Н₂О = Hg[Fe(CN)₅NO] • 2H₂O↓

белый

В ТЭ появляется белый осадок (раствор мутнеет). Дифенилкарбазон (C₆H₅NHNH)₂CO образует с Hg²⁺ синефиолетовые комплексы. Титрование прекращают при появлении синей окраски раствора.

Применение меркуриметрии. Метод применяют чаще всего для оп­ределения хлоридов; реже определяют бромиды, иодиды, цианиды.

Метод обладает рядом достоинств: позволяет определять прямым титрованием вышеуказанные анионы в кислой среде; определению не мешают многие ионы; нитрат и перхлорат ртути(II) менее дефицитны, чем нитрат серебра, применяемый для определения тех же анионов. Однако соединения ртути (II) очень токсичны, поэтому работа с ними требует большой осторожности.

Электрические цепи, параметры которых зависят от тока или напряжения, называются нелинейными. Процессы в таких цепях описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, к которым неприменим принцип наложения. Общих методов решения нелинейных уравнений не существует. Лишь для небольшого числа частных случаев могут быть найдены точные решения.

Нелинейности могут быть как полезными, так и вредными. В области передачи и преобразования энергии примерами отрицательных нелинейных эффектов могут служить: насыщение магнитопроводов электрических машин и связанные с этим искажения формы кривых тока и напряжения, увеличение тока холостого хода и потерь в стали. Положительная роль нелинейностей проявляется в таких важнейших электротехнических устройствах, как стабилизаторы, преобразователи частоты, выпрямители, статические генераторы и др.

Физические процессы, определяющие характеристики нелинейных элементов, часто настолько сложны, что не удается установить аналитическое выражение этих характеристик и получить уравнения, описывающие цепь. В этом случае, чаще всего на основе экспериментальных данных, приходится прибегать к приближенному аналитическому или графическому выражению нелинейных зависимостей. При этом важным моментом является рациональное упрощение или идеализация.