Аннотация
Введение 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Свойства воды 6
1.2 Электролиты. Электролитическая диссоциация 9
1.3 Полярные вещества 10
1.4 Методика обработки спектров диэлектрической проницаемости воды с
11 проводящими примесями
1.5 Конденсаторный метод измерения диэлектрической проницаемости 14
1.6 Влияние двойного электрического слоя 21
1.7 Методика обработки спектров диэлектрической проницаемости воды с
26 учетом влияния двойного электрического слоя
1.7.1 Дополнительная RC - цепь 26
1.7.2 Дополнительный процесс Дебая 26
1.7.3 Описание влияния ДЭС с помощью диффузионного импеданса
26 Варбурга
1.7.4 Элемент с постоянной фазой 28
1.8 Описание программы для нахождения феноменологических 28
параметров
2 Экспериментальная часть 30
2.1 Измерительная установка 30
2.2 Результаты измерений и их анализ 32
2.2.1 Влияние расстояний между обкладками конденсатора 32
2.2.2 Температурные измерения 34
2.2.2.1 Пустой конденсатор 34
2.2.2.2 Исследование температурной зависимости дистиллированной
35 воды
2.2.2.3 Исследование температурной зависимости водно-солевого
38 раствора
Заключение 43
Список использованных источников
Импедансная спектроскопия играет в современных исследованиях огромную роль, а её возможности с появлением современной техники многократно возрастают. Это один из наиболее удобных неразрушающих методов исследования. В настоящее время существует множество способов измерения импеданса. Выбор конкретного зависит от частной области, точности измерения, простоты эксперимента. В работе предполагается ознакомиться с литературой по механизмам формирования спектров диэлектрической проницаемостей полярных жидкостей. Изучить основы теории метода импедансной спектроскопии. Освоить методику измерения диэлектрической проницаемости на прецизионном измерителе RLC Agilent Е4890А. Целью работы является провести измерения спектров диэлектрической проницаемости дистиллированной воды и водно-солевых растворов.
Актуальность работы заключается в том, что информация о наличии проводящих примесей, содержащихся в водной среде, необходима для решения целого ряда важных практических и фундаментальных задач, экологам, гидрологам, специалистам подводной радиосвязи, др.
Сведения о наличии примесей в водной массе необходимы также для оценки экологических последствий катастрофических разливов и половодий.
По итогам проделанной работы были получены следующие основные результаты:
1) Проведён литературный обзор по теме выпускной квалификационной работы;
2) В диапазоне частот 20 Гц +• 2 МГц проведено исследование
низкочастотных спектров ДП дистиллированной и соленой воды;
3) Получены температурные зависимости статической диэлектрической проницаемости, удельной электрической проводимости и параметров двойного электрического слоя исследованных растворов;
4) Показано, что элемент с постоянной фазой хорошо подходит для описания влияния двойного электрического слоя на спектры ДП, удельной комплексной проводимости и комплексный импеданс.
