7.3. Потенціометричний аналіз

Потенціометричний аналіз – один з електрохімічних методів аналізу, в основі якого вимірювання потенціалу електрода, зануреного в досліджуваний розчин, або, інакше кажучи, визначення іона за величиною електрорушійної сили (ЕРС) гальванічного елемента.

Гальванічний елемент складається з двох електродів (вимірювальний електрод і електрод порівняння), а його ЕРС являє собою різницю потенціалів цих електродів.

Потенціал окремовзятого електрода виміряти не можна. Для цього складають гальванічний елемент з вимірювального електрода і електрода порівняння, потенціал якого відомий.

Електроди порівняння. Електроди з відомим і сталим потенціалом називають електродами порівняння. Прикладом таких електродів служить насичений хлорсрібний електрод, який виготовляють методом електролітичного нанесення хлориду срібла на срібний дріт. Електрод занурюють в розчин хлориду калію, який міститься в посуді, зв’язаному солевим містком з розчином, що вимірюється.

При визначенні рН розчинів, як правило, користуються скляними мембранними електродами. Головна їх частина – тонка скляна мембрана у формі кульки, що припаяна до скляної трубки. В середину кульки наливають 0,1М розчин соляної кислоти.

Для визначення концентрації інших іонів найчастіше користуються індикаторними електродами з відповідними мембранами з матрицями з органічних полімерів. Принцип їх дії в цілому схожий із дією скляних електродів. Однією з важливих характеристик таких електродів є селективність, тобто можливість проведення вимірювань концентрацій досліджуваних іонів в присутності інших.

Широко розповсюджені мембранні електроди, призначені для визначення калію, кальцію, натрію, срібла, амонію, магнію, хлору, йоду, нітрату тощо. Ці електроди можна використовувати в парі з електродом порівняння, заповненим концентрованим розчином хлориду калію.

ЕРС вимірюють спеціальними приладами – потенціометрами, які також називають рН–метрами, або іономірами.

Особливістю потенціометричного методу є виконання вимірювань у каламутних розчинах, суспензіях, пастах. Під час потенціометричних вимірювань концентрація досліджуваних розчинів майже не змінюється, а для роботи потрібні невеликі об’єми розчинів.

7.4. Рефрактометричний аналіз

Рефрактометричний аналіз – метод оптичного аналізу, що ґрунтується на вимірюванні показника відбивання світла при переході з одного середовища в інше.

Принцип методу: на межі двох середовищ при переході світла з одного прозорого середовища в інше напрямок променя світла змінюється, оскільки промінь відбивається. Показником відбивання буде відношення синуса кута падіння променя sin α до синуса кута йог відбивання sin β: . Для кожної речовини показник відбивання є сталою величиною.

Принцип роботи рефрактометра Е.Аббе: на поверхню вимірювальної призми наносять піпеткою або скляною паличкою аналізований розчин і проводять відлік показань за шкалою.

7.5. Поляриметричний аналіз

Поляриметричний аналіз грунтується на явищі поляризації світла оптично активними речовинами. При цьому між кутом обертання площини поляризації і концентрацією розчину існує прямо пропорційна залежність: чим концентрованіший розчин, тим більший кут обертання. Цей метод широко використовують для визначення вмісту сахарози в коренях цукрових буряків і крохмалю в зерні і картоплі.

Зміна кута обертання площини поляризації світла оптично активними речовинами зумовлена наявністю асиметричного атома вуглецю в їхній молекулі. За допомогою поляриметрів проводять кількісний аналіз оптично активних речовин.

Цукрометр є різновидом поляриметра. Ці прилади використовують для вимірювання кута обертання площини поляризації світла. Проходячи крізь шар оптично активних речовин площина поляризації світла може повертатися вліво або вправо.

У цукрометрі СУ–5 (цукрометр універсальний) на шкалі замість кута обертання α нанесено значення концентрації сахарози у відсотках. Перевіряють цукрометр–поляриметр за дистильованою водою. При однаковій освітленості обох половин поля зору нуль ноніуса на приладі шкали збігається з нульовою поділкою шкали.