- •Электрохимические методы анализа
- ••Методы анализа, основанные на
- •• Идея метода:- явление поляризации
- ••Зависимость тока I от приложенного напряжения Е при обратимом электродном процессе передается уравнением
- •• Количественный полярографический анализ
- •Потенциометрический метод анализа
- ••R - универсальная газовая постоянная, равная
- •Классификация электродов.
- ••К электродам второго рода относятся
- •Электроды для измерения рН
- ••Окислительно - восстановительным электродом является хингидронный электрод (хингидрон - смесь органического
- •1 – полый шарик из электродного стекла; 2 – стеклянный электрод; 3 –
- ••Согласно уравнению Нернста
- •Ионоселективные
- ••Ионоселективные электроды (ИСЭ), представляет
- •Типы ионоселективных электродов
- ••Электроды с твердыми мембранами
- •Уравнение Никольского - Эйземана
- •Характеристики ионоселективных электродов
- •Кондуктометрия
- ••Величину, обратную удельному
- ••Эквивалентной электрической проводимостью называют проводимость раствора, содержащего 1 моль эквивалента вещества и находящегося
- ••Методы прямой кондуктометрии основываются на том,
- ••В методах кондуктометрического титрования измеряют электрическую проводимость раствора после добавления небольших определенных порций
- ••Токи, имеющие частоту порядка мегагерц и десятков мегагерц, называют токами высокой частоты. При
- •Кулонометрия
- ••Суть законов Фарадея заключается в том, что для выделения одного моля эквивалента любого
- ••Различают два основных вида
- ••Кулонометрические определения могут
- ••Определение точки эквивалентности можно
- ••Установка для кулонометрического титрования при
- ••Силу тока или разность потенциалов
Уравнение Никольского - Эйземана
• E =E0 + RT/Zj F ln (aA + KA/B aB )
• Zj –заряд иона, участвующего в обмене
• KA/B – коэффициент селективности по отношению к определяемому иону А+
•KA,B = aA/aB
•Чем меньше коэффициент для пары ионов А и В, тем более данный электрод чувствителен к изменению активности ионов А по сравнению с ионами В (выше селективность электрода относительно иона А+ )
Характеристики ионоселективных электродов
•1. Интервал выполнения электродной функции – потенциал электрода зависит от активности иона А
•2. Селективность - KA,B - способность ИСЭ отличать различные ионы в их смешанном растворе
•3. Предел обнаружения – активность((концентрация) определяемого иона, при которой аналитический сигнал в два раза больше фонового (потенциал электрода перестает зависеть от активности иона А)
•4. Время «отклика» электрода – время, необходимое для достижения аналитической системой состояния равновесия - характеризует время достижения постоянного потенциала (чем меньше время отклика, тем лучше) (сек, мин, max – 5 мин)
Кондуктометрия
Кондуктометрический метод анализа основан на измерении электропроводности анализируемого раствора. Электропроводностью
называют величину, обратную электрическому сопротивлению R.
Единицей измерения электропроводности является Ом-1 или сименс (См).
Сименс равен электрической проводимости проводника сопротивлением в 1 Ом .
Сопротивление раствора прямо пропорционально расстоянию между электродами l и обратно пропорционально площади их поверхности S
R = χ ( l / S ),
где r - удельное сопротивление (Ом . см).
При l = 1 см и S = 1 см2 имеем |
R=χ , |
•Размерность удельной электропроводности
• χ Cм м-1 (Ом-1См-1)
•Удельная электрическая проводимость
представляет собой электрическую проводимость 1 см3 раствора, находящегося между двумя параллельными пластинами площадью 1 см2, отстоящими друг от друга на 1 см.
•Величину, обратную удельному
сопротивлению, называют удельной электропроводностью c=1/r.
•Удельная электропроводность
(См . см-1) численно равна току (в амперах), , проходящему через слой раствора с поперечным сечением, равным единице, под действием градиента потенциала 1 В на единицу длины.
• λ=λ0 - а√N λ0 –эквивалентная
электрическая проводимость сильного электролита при бесконечном разведении,
•N – нормальная концентрация раствора.
•Подвижность это произведение абсолютной скорости иона на число Фарадея
•λ=λ0(+) + λ0(-)
•λ0 для большинства ионов при комнатной температуре составляет от 30 до 70
•См* см2/моль-экв
• λ0(Н+) = 350 |
λ0(ОН-) = 199 |
•Эквивалентной электрической проводимостью называют проводимость раствора, содержащего 1 моль эквивалента вещества и находящегося между двумя параллельными электродами, расстояние между которыми 1 см. Ее единицей измерения является
•См .см2 . моль-1.
Удельная и эквивалентная проводимость связаны соотношением:
• |
λ = 1000 χ / с, |
где с – молярная концентрация эквивалента, моль-экв/л.
•Методы прямой кондуктометрии основываются на том,
что в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов электрическая проводимость растет с увеличением концентрации электролита
•В связи с относительно близкими значениями подвижностей ионов кондуктометрические измерения дают информацию главным образом лишь об общей концентрации ионов в растворе. Малая селективность кондуктометрического метода существенно ограничивает его применение.
•В методах кондуктометрического титрования измеряют электрическую проводимость раствора после добавления небольших определенных порций титранта и находят точку
эквивалентности графическим методом с помощью кривой в координатах
•χ – Vтитранта (удельная электропроводность – объем раствора титранта). Практически в этом методе могут быть использованы такие химические реакции, в ходе которых происходит резкое изменение (обычно возрастание) электрической проводимости после точки эквивалентности (реакции кислотно-основного взаимодействия, осаждения и т. д.).
•Токи, имеющие частоту порядка мегагерц и десятков мегагерц, называют токами высокой частоты. При таких частотах в растворе начинают играть роль эффекты молекулярной, или деформационной, и
ориентационной поляризации. Поляризация обоих типов вызывает кратковременный электрический ток (ток смещения). Кроме того, поляризация молекул приводит к существенному изменению диэлектрической и магнитной проницаемостей раствора, что открывает новую возможность исследования свойств системы при титровании.
• |
При построении кривой высокочастотного |
|
титрования показания прибора откладывают по оси |
|
ординат как функцию объема добавленного титранта. |
• |
В ячейках высокочастотного титрования |
|
электроды не соприкасаются с исследуемым раствором, |
|
что является одним из существенных достоинств метода. |
Кулонометрия
•В основе кулонометрических методов лежат законы
электролиза Фарадея.
•Количество электропревращенного (восстановленног о или окисленного) в процессе электролиза вещества прямо пропорционально количеству прошедшего электричества.
•Массы различных веществ, выделенных или растворенных при прохождении одного и того же количества электричества, пропорциональны их электрохимическим эквивалентам.
•Электрохимический эквивалент – это масса вещества, выделившегося на электроде (или растворившегося с электрода) в процессе электролиза при протекании единицы количества электричества, т. е. 1 Кл.
•