гэр / Эрүүл мэнд/ Цахилгаан химийн аргаар бодисын найрлагыг тодорхойлох. Цахилгаан химийн судалгааны аргууд

Бодисын найрлагыг цахилгаан химийн аргаар тодорхойлох. Цахилгаан химийн судалгааны аргууд

Физик-химийн шинжилгээний аргууд (PCMA) нь бодисын хэмжсэн физик шинж чанар, тэдгээрийн чанар ба тэдгээрийн хоорондын хамаарлыг ашиглахад суурилдаг. тоон найрлага. Учир нь физик шинж чанарбодисыг янз бүрийн багаж хэрэгсэл - "хэрэгсэл" ашиглан хэмждэг бол эдгээр шинжилгээний аргуудыг багажийн арга гэж нэрлэдэг.

Хамгийн агуу практик хэрэглээ FHMA-ийн дунд:

- цахилгаан химийн аргууд- боломжит, гүйдлийн хүч, цахилгааны хэмжээ болон бусад цахилгаан үзүүлэлтүүдийг хэмжихэд үндэслэн;

- спектрийн болон бусад оптик аргууд- шингээх буюу ялгаруулах үзэгдлүүд дээр үндэслэсэн цахилгаан соронзон цацраг(EMR) бодисын атом эсвэл молекулууд;

- хроматографийн аргууд- хөдөлгөөнгүй үетэй харьцуулахад хөдөлгөөнт фазын чиглэлтэй хөдөлгөөнтэй динамик нөхцөлд явагдах сорбцийн процесс дээр суурилдаг.

PCMA-ийн давуу талууд нь өндөр мэдрэмжтэй, илрүүлэх хязгаар багатай - 10-9 мкг хүртэл масс ба 10-12 г / мл хүртэл концентрацитай, өндөр сонгомол (сонгомол) бөгөөд энэ нь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг урьдчилан ялгахгүйгээр тодорхойлох боломжийг олгодог. хурдан дүн шинжилгээ хийх, тэдгээрийг автоматжуулах, компьютержуулах боломж.

IN аналитик химицахилгаан химийн аргууд өргөн хэрэглэгддэг. Шинжилгээний тодорхой объектын шинжилгээний аргыг сонгох нь олон хүчин зүйлээр тодорхойлогддог бөгөөд үүнд юуны түрүүнд элементийн тодорхойлолтын доод хязгаар орно.

Зарим аргаар янз бүрийн элементүүдийг илрүүлэх доод хязгаарын талаархи мэдээллийг хүснэгтэд үзүүлэв.

Элементүүдийг янз бүрийн аргаар илрүүлэх хязгаар (мкг/мл).

Бүрэлдэхүүн	MAC	AAS	PTP	бургас	Ионометр	Ампер. тайлбар.
Аг	0.1 - дитизон	0,07	0,2	0.00001	0.02	0.05
гэх мэт	0.05 - молибд.цэнхэр	0,2	0,04	0,02	-	0,05
Au	0.04-метил фиол.	0,3	0,005	0,001	-	0,05
Би	0.07-дитизон		0,005	0,00001	-	0,5
CD	0.04-дитизон	0,05	0,002	0,00001	0,03	0,5
Кр	0.04-дифенилкарбазид	0,2	0,02	-	-
Cu	0.03-дитизон	0,2	0,002	0,00002	0,01	0,05
hg	0.08-дитизон		-	0,00005
Pb	0.08-дитизон	0,6	0,003	0,00002	0,03
Sb	0.08-родамин		0,004	0,00004	-	0,5
Fe	0,1-тиоцианат	0,2	0,003	0,0002	0,3	0,5
Сэ	0.08-диами-нофталин	0,3	0,2	0,00002	-	0,5
sn	0,07-фенил-флюриом	0,4	0,003	0,00004	-	0,5
Тэ	0.1-висмутол	0,7	0,02	-	-
Tl	0.06-родамин	0,6	0,01	0,00002	-	0,5
Zn	0.02-дитизон	0,02	0,003	0,0003	-	0,5
F-	-	-	-	-	0,02	5-10
NH 4 +, NO 3 -	-	-	-	-	0,1	1-5

MAC - молекул шингээлтийн спектрометр (фотометр);

AAS - атом шингээлтийн спектрометр (дөлний фотометр);

PTP - ээлжит гүйдлийн полярографи;

IVA - хөрс хуулалтын вольтметри.

FHMA-ийн тодорхойлох алдаа нь ойролцоогоор 2-5% байдаг; шинжилгээнд нарийн төвөгтэй, үнэтэй тоног төхөөрөмж ашиглах шаардлагатай байдаг.

Ялгах шууд ба шууд бусфизик-химийн шинжилгээний аргууд. Шууд аргуудын хувьд хэмжсэн утгын хамаарал аналитик дохиошинжлэгдэх бодисын концентраци дээр. Шууд бус аргуудын хувьд аналитик дохиог тохирох титрантаар тогтоосон бүрэлдэхүүн хэсгийн титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг олохын тулд хэмждэг, өөрөөр хэлбэл хэмжсэн параметрийн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарах хамаарлыг ашигладаг.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргуудэлектродын гадаргуу дээр эсвэл электродын ойролцоох орон зайд тохиолддог процессуудыг судлах, ашиглахад үндэслэсэн болно. Аливаа цахилгаан параметр (боломжтой, цахилгаан, цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ гэх мэт) нь тодорхойлсон бүрэлдэхүүн хэсгийн концентрацтай функциональ хамааралтай бөгөөд хэмжилтийг зөв хийх боломжтой бөгөөд аналитик дохио болж чаддаг.

Хэмжсэн аналитик дохионы шинж чанараас хамааран шинжилгээний цахилгаан химийн аргуудыг хуваана потенциометр, вольтметри, кулометрболон бусад хэд хэдэн аргууд:

Бие даасан хувьсагчаас цахилгаан химийн дохионы шинж чанарын хамаарал

Арга	Хэмжсэн дохио	Бие даасан хувьсагчаас дохионы хамаарал

Потенциометр, ионометр	потенциал E = f(C) С-шинжлэх бодисын концентраци
Потенциометрийн титрлэлт	потенциал E = f(V), V нь титрлэгч урвалжийн эзэлхүүн
полярографи, вольтметри	одоогийн I = f(E), E нь электродын туйлшралын потенциал
хөрс хуулалтын вольтметри	одоогийн I n = f(E)

хронопотенциометр	потенциал E =f(t), t – I=const үед электродын туйлшрах хугацаа.
нэг индикатор электродоор амперометрийн титрлэлт	одоогийн I = f(V), V нь титрлэгч урвалжийн эзэлхүүн
хоёр индикатор электродоор амперометрийн титрлэлт	одоогийн I = f(V) V – титрлэгч урвалжийн эзэлхүүн
кулометр	Q \u003d f (C), C - бодисын хэмжээ
кондуктометр	G = f(C), C нь уусмал дахь ионы концентраци юм
кондуктометрийн титрлэлт	цахилгаан дамжуулах чанар G = f(V), V нь титрлэгч урвалжийн эзэлхүүн юм

Потенциометр

Потенциометрийн хэмжилтүүд нь электродын тэнцвэрийн потенциалын тодорхойлогдож буй ионы идэвхжилээс (концентраци) хамаарал дээр суурилдаг. Хэмжилт хийхийн тулд тохиромжтой зүйлээс гальван элемент хийх шаардлагатай заагч электрод ба лавлах электрод,мөн термодинамиктай ойролцоо нөхцөлд, заагч электрод нь тэнцвэрт (эсвэл үүнтэй ойролцоо) потенциалтай, өөрөөр хэлбэл мэдэгдэхүйц гүйдлийг арилгахгүйгээр заагч электродын потенциалыг (галваник эсийн EMF) хэмжих төхөөрөмжтэй байх. хэлхээг хаах үед гальван элементээс . Энэ тохиолдолд та ердийн вольтметр ашиглах боломжгүй, гэхдээ та ашиглах хэрэгтэй потенциометр - электрон төхөөрөмжөндөр оролтын эсэргүүцэлтэй (1011 - 1012 Ом), энэ нь электродын электродын урсгалыг арилгадаг. химийн урвалба хэлхээнд гүйдэл үүсэх.

Заагч электрод нь потенциал нь шинжлэгдсэн уусмал дахь тодорхойлогдох ионы идэвхижил (концентрал)-аас хамаардаг электрод юм.

Лавлагаа электрод нь шинжилгээний нөхцөлд потенциал нь тогтмол хэвээр байгаа электрод юм. Лавлах электродтой холбоотойгоор заагч электродын потенциалыг хэмжинэ Э(Гальваник эсийн EMF).

Потенциометрийн хувьд индикатор электродын хоёр үндсэн ангиллыг ашигладаг. электрон солилцоо ба ионы солилцоо.

Электрон солилцооны электродууд- эдгээр нь электронуудын оролцоотойгоор электродын урвал явагддаг гадаргуу дээр электродууд юм. Эдгээр электродуудад эхний ба хоёр дахь төрлийн электродууд, исэлдэлтийн электродууд орно.

Эхний төрлийн электродууд- эдгээр нь электродын материалд нийтлэг байдаг катионд урвуу байдаг электродууд, жишээлбэл, ижил металлын давсны уусмалд дүрсэн M металл. Урвуу урвал М n+ + үгүй↔ M ба түүний бодит потенциал нь Нернстийн тэгшитгэлийн дагуу уусмал дахь металлын катионуудын идэвхжилээс (концентраци) хамаарна.

250С (298 К) температур ба ионы идэвхжил нь концентрацтай (γ → 1) ойролцоогоор тэнцүү байх нөхцөлд:

Эхний төрлийн электродыг янз бүрийн металлаар хийж болно, жишээлбэл, Ag (мөнгө), Cu (зэс), Zn (цайр), Pb (хар тугалга) гэх мэт.

Схемийн хувьд эхний төрлийн электродуудыг M | гэж бичдэг М n+ , босоо шугам нь хатуу (электрод) ба шингэн (уусмал) фазын заагийг харуулж байна. Жишээлбэл, мөнгөний нитратын уусмалд дүрсэн мөнгөн электродыг дараах байдлаар дүрсэлсэн - Ag | Ag+; шаардлагатай бол электролитийн концентрацийг заана - Ag | AgNO 3 (0.1 М).

Эхний төрлийн электродууд орно хийн устөрөгчийн электрод Pt(H2) | H+ (2Н + + 2 дахь↔ H 2, Э 0 = 0):

Хоёр дахь төрлийн электродууднь анионы урвуу электродууд, жишээлбэл, энэ металлын бага уусдаг давсаар бүрсэн металл, энэ бага уусдаг давсны анионы анионы уусмалд дүрэгдсэн M, MA | А n-. Ийм электродын гадаргуу дээр урвуу урвал MA + үгүй↔ М + А n-ба түүний бодит потенциал нь Нерстийн тэгшитгэлийн дагуу уусмал дахь анионы идэвхжилээс (концентраци) хамаарна. Т= 298 K ба γ → 1):

Хоёр дахь төрлийн электродын жишээ бол мөнгөн хлорид (AgCl + д↔ Ag + Cl -) ба каломел (Hg 2 Cl 2 +). 2e↔ 2Hg + 2Cl -) электродууд:

Редокс электродууд- эдгээр нь задлагчийн исэлдсэн (Ok) ба бууруулсан (Boc) хэлбэрийг агуулсан уусмалд дүрсэн идэвхгүй материалаас (цагаан алт, алт, бал чулуу, шилэн нүүрстөрөгч гэх мэт) бүрдсэн электродууд юм. Ийм электродын гадаргуу дээр урвуу урвал Ок + үгүй↔ Вос ба түүний бодит потенциал нь Нерстийн тэгшитгэлийн дагуу уусмал дахь бодисын исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн идэвхжил (концентрал) -аас хамаарна. Т= 298 K ба γ → 1):

Хэрэв устөрөгчийн ионууд электродын урвалд оролцдог бол тэдгээрийн идэвхжил (концентраци) нь тодорхой тохиолдол бүрийн хувьд харгалзах Нернст тэгшитгэлд тооцогдоно.

Ион солилцооны электродууд- Эдгээр нь гадаргуу дээр ион солилцох урвал явагддаг электродууд юм. Эдгээр электродыг бас нэрлэдэг ион сонгомол буюу мембран.Ийм электродын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь хагас нэвчүүлэх мембран- электродын дотоод хэсгийг (дотоод уусмал) задлан шинжилж буй хэсгээс тусгаарладаг, зөвхөн нэг төрлийн X (катион ба анион) ионыг дамжуулах чадвартай нимгэн хатуу эсвэл шингэн хальс. Бүтцийн хувьд мембран электрод нь дотоод лавлагаа электрод (ихэвчлэн мөнгөн хлорид) ба дотоод электролитийн уусмалаас бүрдэх ба потенциал тодорхойлох ионы тогтмол концентрацитай, гадны (туршилтын) уусмалаас мэдрэмтгий мембранаар тусгаарлагдсан байдаг.

Аливаа лавлагаа электродтой харьцуулахад хэмжсэн ион сонгомол электродын бодит потенциал нь уусмал дахь мембранаар шингэсэн ионуудын идэвхжилээс хамаарна.

Хаана const-мембраны шинж чанараас хамааран тогтмол ( тэгш бус байдлын боломж) ба гадаад ба дотоод лавлагааны электродуудын потенциалын зөрүү, nТэгээд А(X n±) нь потенциал тодорхойлох ионы цэнэг ба идэвхжил юм. Хэрэв ион сонгомол электродын потенциалыг стандарт устөрөгчийн электродтой харьцуулахад хэмждэг бол тогтмол нь стандарт электродын потенциал болно. Э 0.

Мембран электродын хувьд утга электродын функцын налууонолынхоос ялгаатай байж болно Нернстутга (0.059 В); энэ тохиолдолд электродын функцийн бодит утга θ тохируулгын графикийн налуугийн тангенс гэж тодорхойлогддог. Дараа нь:

Тодорхойлогдсон X ионоос гадна электродын потенциалд нөлөөлдөг гадны ион B агуулсан уусмал дахь мембран электродын потенциалыг дараах байдлаар тодорхойлно. Никольскийн тэгшитгэл (өөрчилсөн тэгшитгэлНернст):

Хаана zЭнэ нь гадаад (хөндлөнгийн) ионы цэнэг, КХ/В нь мембран электродын сонгомол коэффициент юм.

Сонгох хүчин зүйл К X / B нь хөндлөнгөөс оролцож буй B ионууд байгаа тохиолдолд тодорхойлогдсон X ионуудад электродын мембраны мэдрэмжийг тодорхойлдог. К X/V<1, то электрод селективен относительно ионов Х и, чем меньше числовое значение коэффициента селективности, тем выше селективность электрода по отношению к определяемым ионам и меньше мешающее действие посторонних ионов. Если коэффициент селективности равен 0,01, то это означает, что мешающий ион В оказывает на величину электродного потенциала в 100 раз меньшее влияние, чем определяемый ион той же молярной концентрации.

Сонгох чадварын коэффициентийг электрод нь эдгээр бодисын уусмал дахь ижил потенциалыг олж авах, тэдгээрийн цэнэгийг харгалзан тодорхойлсон ба хөндлөнгийн ионуудын үйл ажиллагааны (концентрацийн) харьцаагаар тооцоологддог.

Сонгох коэффициентийн утгыг мэдсэнээр ион сонгомол электродын потенциалд нөлөөлдөг хөндлөнгийн ионы концентрацийг тооцоолох боломжтой (жишээ нь).

Жишээ.Ион сонгомол фторын электрод нь электродын сонгомол коэффициенттэй бол ион-сонгомол фторын электрод хоёр ионтой ижил мэдрэмжтэй байхын тулд 1∙10-3 М фторын натрийн уусмалд нитратын ионы ямар концентрацийг үүсгэх ёстой вэ?

Шийдэл.

Түүнээс хойш

Шинжилсэн уусмал дахь нитратын ионы концентраци 0.5 моль/л-ээс дээш байх нь түүний миллимоляр уусмал дахь фторын ионыг тодорхойлоход чухал нөлөө үзүүлдэг гэсэн үг юм.

Хатуу мембраны ион сонгомол электродын сонгодог жишээ бол уусмал дахь устөрөгчийн ионы концентрацийг хэмжихэд ашигладаг устөрөгчийн функцтэй шилэн электрод юм (шилэн рН электрод). Ийм электродын хувьд мембран нь тодорхой найрлагатай тусгай шил бөгөөд дотоод электролит нь 0.1 М давсны хүчлийн уусмал юм.

Ag, AgCl | 0.1 М HCl | шилэн мембран | туршилтын шийдэл

Шилэн мембраны гадаргуу дээр ион солилцооны процесс явагдана.

SiO-Na+ (шил) + H+ (уусмал) → -SiO-H+ (шил) + Na+ (уусмал)

Үүний үр дүнд шилэн дэх устөрөгчийн ион ба H+ (шил) ↔ H+ (уусмал) уусмалын хооронд динамик тэнцвэр тогтдог бөгөөд энэ нь потенциал үүсэхэд хүргэдэг.

E = const + θ lg а(H+) = const – θ рН

Мембран дахь Al2O3 өндөр агууламжтай шилэн электрод нь уусмал дахь натрийн ионуудын идэвхийг хэмждэг (шил Na электрод, натрийн сонгомол электрод). Энэ тохиолдолд дотоод уусмал нь 0.1 М натрийн хлоридын уусмал юм.

Ag, AgCl | 0.1M NaCl | шилэн мембран | туршилтын шийдэл

Натрийн сонгомол электродын шилэн мембраны гадаргуу дээр шилэн дэх натрийн ион ба Na + (шил) ↔ Na + (уусмал) уусмалын хооронд тэнцвэр тогтдог бөгөөд энэ нь потенциал үүсэхэд хүргэдэг.

E = const + θ lg а(Na+) = const – θ pNa

Кристал мембрантай хамгийн төгс электрод бол фторын сонгомол электрод бөгөөд мембран нь европийн фторид (EuF 2) -аар дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд идэвхжүүлсэн лантан фторидын (LaF3) нэг талст хавтангаар хийгдсэн байдаг.

Ag, AgCl | 0.1 М NaCl, 0.1 M NaF | LaF 3 (EuF 2) | туршилтын шийдэл

Фторын электродын потенциалыг түүний гадаргуу дээрх ион солилцооны процессоор тодорхойлно F- (мембран) ↔ F- (уусмал):

E = const – θ lg а(F-)= const + θ pF

Электродын функцын тогтмол ба налуугийн утгууд θ ион сонгомол электродын хувьд тохируулгын муруйгаар тодорхойлогдоно Э ÷ pX нь y тэнхлэг дээрх сегмент ба шулуун шугамын налуугийн шүргэгч тус тус. Шилэн рН электродын хувьд энэ үйлдлийг рН-ийн тодорхой утгатай стандарт буфер уусмал ашиглан багажийн тохируулга (рН хэмжигч) ашиглан солино.

Шил ба фторын сонгомол электродын бүдүүвч зургийг зурагт үзүүлэв.

Потенциалыг нь хэмжих индикатор электродтой хослуулан (гальваник эсийн EMF) туршилтын уусмалын найрлагаас хамаарахгүй мэдэгдэж байгаа тогтвортой потенциалтай лавлагаа электродыг ашигладаг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг лавлагаа электродууд нь мөнгөн хлорид ба каломель электродууд юм. Хоёр электрод хоёулаа хоёр дахь төрлийн электродуудад хамаарах бөгөөд үйл ажиллагааны өндөр тогтвортой байдалаар тодорхойлогддог.

Мөнгөний хлорид ба каломель электродын потенциал нь хлоридын ионуудын идэвхжилээс (концентраци) хамаарна. Т= 298 K ба γ → 1):

Лавлах электродын хувьд калийн хлоридын ханасан уусмал бүхий электродуудыг ихэвчлэн ашигладаг - 250С-ийн температурт ханасан мөнгөн хлоридын лавлагааны электродын потенциал +0.201 В, ханасан каломель электрод нь +0.247 В (стандарт устөрөгчийн электродтой харьцуулахад) байна. ). 1 М ба 0.1 М калийн хлоридын уусмал агуулсан мөнгөн хлорид ба каломелийн лавлагаа электродын боломжуудыг лавлагааны хүснэгтээс олж болно.

Ханасан мөнгөний хлорид ба каломелийн лавлагааны электродын бүдүүвч зургийг зурагт үзүүлэв.

Лавлагаа электродууд мөнгөн хлорид (A)ба каломел (б)

1 - Шинжилсэн уусмалтай харьцах асбестын утас

2 - KCl уусмал (ханасан)

3 - холбоо барих нүх

4 - KCl уусмал (ханасан), AgCl (хатуу)

5 - KCl уусмалыг шахах нүх

6 - Hg2Cl2, Hg ба KC1 (ханасан) хольцоос зуурмаг

Потенциометрийн шинжилгээг индикаторын электродын тэнцвэрийн потенциалыг (гальван эсийн эмф) хэмжих замаар уусмал дахь ионуудын идэвхийг (концентраци) шууд тодорхойлоход өргөн хэрэглэгддэг. шууд потенциометр (ионометр), түүнчлэн титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг заана ( кт) титрлэлтийн үед индикатор электродын потенциалыг өөрчлөх замаар ( потенциометрийн титрлэлт).

Бүх заль мэхэнд шууд потенциометрНернстийн тэгшитгэлээр тодорхойлсон ионы идэвхжил (концентраци) -аас заагч электродын хамаарлыг ашигладаг. Шинжилгээний үр дүн нь ионы үйл ажиллагааны коэффициентүүдийн утга нэгдмэл (γ → 1) эсвэл тэдгээрийн тогтмол утгатай (тогтмол ионы хүч чадал) тэнцүү байх үед түүний идэвхийг бус харин бодисын концентрацийг тодорхойлохыг хэлдэг. шийдэл), тиймээс цаашдын үндэслэлд зөвхөн концентрацийн хамаарлыг ашигладаг.

Тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг нь электродын хувьд мэдэгдэж байгаа бол (стандарт потенциал Э 0) ба электродын функцийн эгц байдал θ . Энэ тохиолдолд заагч электрод ба лавлагаа электродоос бүрдсэн гальваник элементийг бүрдүүлж, түүний EMF-ийг хэмжиж, заагч электродын потенциал (SHE-тэй харьцуулахад) болон тодорхойлсон ионы концентрацийг тооцоолно.

IN аргын тохируулгын муруйТодорхойлогдох ионы тодорхой концентрацитай, тогтмол ионы хүч чадал бүхий цуврал стандарт уусмалуудыг бэлтгэж, эдгээр уусмал дахь жишиг электрод (гальван элементийн цахилгаан эрчим хүч) -тэй харьцуулахад индикаторын электродын потенциалыг хэмжиж, хамаарлыг үндэслэнэ. олж авсан өгөгдөл дээр Э÷ х ХАМТ(A) (шалгалт тохируулгын график). Дараа нь шинжилж буй уусмал дахь индикатор электродын потенциалыг хэмжинэ Э x (ижил нөхцөлд) ба хуваарийн дагуу p-г тодорхойлно ХАМТ x(A) ба шинжлэгдэж буй уусмал дахь шинжлэгдэх бодисын концентрацийг тооцоолно.

IN стандарт (харьцуулалтын) аргаШинжилсэн уусмал дахь индикатор электродын потенциалыг хэмжих ( Э x) ба шинжлэгчийн стандарт уусмалд ( Э st). Тодорхойлсон ионы концентрацийг тооцоолохдоо шинжилгээнд хамрагдсан дээж болон стандарт дээжийн Nernst тэгшитгэлийн үндсэн дээр гүйцэтгэнэ. Заагч электродын хувьд электродын функцын налуу θ

Ашиглаж байна нэмэлт аргаэхлээд шинжилж буй уусмал дахь индикатор электродын потенциалыг хэмжинэ ( Э x), дараа нь тодорхой эзэлхүүнтэй аналитын стандарт уусмалыг нэмж, үүссэн уусмал дахь электродын потенциалыг нэмэлтээр хэмжинэ. Э x+d). Тодорхойлсон ионы концентрацийг тооцоолохдоо шинжилгээнд хамрагдсан дээж болон нэмэлттэй дээжийн Нернст тэгшитгэлийн үндсэн дээр гүйцэтгэнэ. Заагч электродын хувьд электродын функцын налуу θ шалгалт тохируулгын муруйгаас урьдчилан мэдэж байх ёстой.

At потенциометрийн титрлэлттитрлэгчийн хэсэг бүрийг нэмсний дараа цахилгаан химийн элементийн EMF-ийг (заагч электродын потенциал) хэмжиж тэмдэглэнэ. Дараа нь олж авсан үр дүнгийн дагуу титрлэлтийн муруйг байгуулна - интегралкоординатаар E ÷ V(а)Тэгээд дифференциалкоординатаар ∆ Э/∆V ÷ V (б), мөн титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг тодорхойлно ( ktt)график хэлбэрээр:

Потенциометрийн титрлэхэд химийн урвалын бүх үндсэн төрлийг ашигладаг - хүчил-суурь, исэлдэлт, тунадас, цогцолбор. Тэдгээр нь харааны титриметрийн нэгэн адил шаардлагууд бөгөөд титрлэлтийн явцад потенциал тодорхойлох ионы концентрацийн өөрчлөлтийг бүртгэхэд тохиромжтой индикатор электрод байхаар нэмэгддэг.

Потенциометрийн титрлэлтийн үед тодорхойлох алдаа нь 0.5-1% байдаг бөгөөд энэ нь шууд потенциометрийн хэмжилтээс (2-10%) хамаагүй бага боловч илрүүлэлтийн өндөр хязгаар ажиглагдаж байна - 10-4 моль / л-ээс их.

Кулометр

Кулометрцахилгаан химийн урвалд зарцуулсан цахилгааны хэмжээг хэмжихэд үндэслэсэн шинжилгээний аргуудыг нэгтгэдэг. Электрохимийн урвал нь ажлын электрод (шууд кулометр) дээр анализаторын тоон цахилгаан хувиргалт (исэлдэлт эсвэл бууралт) эсвэл аналиттай стехиометрийн урвалд ордог завсрын урвалж (титрант) үүсэхэд хүргэдэг (шууд бус кулометр, кулометрийн титрлэлт).

Кулометрийн аргууд дээр суурилдаг Фарадейгийн хууль, энэ нь цахилгаан хувиргасан (исэлдсэн эсвэл бууруулсан) бодисын хэмжээ болон энэ тохиолдолд хэрэглэсэн цахилгааны хэмжээ хоорондын хамаарлыг тогтоодог.

Хаана мцахилгаан хувиргасан бодисын масс, г; Qбодисыг цахилгаан хувиргахад зарцуулсан цахилгааны хэмжээ, С; Ф- Фарадейгийн тоо, нэг моль эквивалент бодисыг цахилгаан хувиргахад шаардагдах цахилгааны хэмжээтэй тэнцүү, 96500 С/моль; М – молийн массбодис, г / моль; nнь цахилгаан химийн урвалд оролцох электронуудын тоо юм.

Кулометрийн шинжилгээ хийхэд зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл бол аналитикийг хувиргахад цахилгаан эрчим хүчний бараг бүрэн зарцуулалт юм, өөрөөр хэлбэл цахилгаан химийн урвал нь 100% гүйдлийн гаралттай хажуугийн процессгүйгээр явагдах ёстой.

Практикт кулометрийн шинжилгээг хоёр хувилбараар хийдэг - тогтмол боломжит ( потенциостатик кулометр) ба тогтмол гүйдэлд ( амперостатик кулометр).

Потенциостатик кулометрашигласан шуудшууд тодорхойлогдсон бодисыг электролиз хийх үед кулометрийн хэмжилт. Энэ тохиолдолд ажиллах электродын боломжит потенциостатуудтогтмол байх ба түүний утгыг шинжлэгчийн хязгаарлах гүйдлийн муж дахь туйлшралын муруйг үндэслэн сонгоно. Тогтмол потенциалтай электролизийн үед гүйдэл нь цахилгааны концентраци буурахтай уялдан буурдаг идэвхтэй бодисэкспоненциал хуулийн дагуу:

Хаана Ι - нэг удаад одоогийн хүч т, А; Ι 0 – электролизийн эхний мөч дэх гүйдлийн хүч, А; кэлектролизийн нөхцлөөс хамааран тогтмол байна.

Үлдэгдэл гүйдэлд хүрэх хүртэл электролизийг гүйцэтгэдэг Ι , утга нь шаардлагатай нарийвчлалаар тодорхойлогддог - 0.1% -ийн зөвшөөрөгдөх алдаатай тохиолдолд электролизийг бүрэн гүйцэд гэж үзэж болно. Ι = 0,001Ι 0 . Электролизийн хугацааг багасгахын тулд задалсан уусмалыг эрчимтэй хутгах замаар том гадаргуугийн ажлын электродыг ашиглах шаардлагатай.

Цахилгаан эрчим хүчний нийт хэмжээ QШинжлэх бодисыг цахилгаан хувиргахад шаардлагатай , дараахь тэгшитгэлээр тодорхойлогдоно.

Цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг механик эсвэл электрон интегратор ашиглан одоогийн цагийн муруйн доорх талбайг хэмжих эсвэл химийн колометр ашиглан тодорхойлж болно. кулометрнь мэдэгдэж буй стехиометрийн цахилгаан химийн урвал 100% гүйдлийн үр ашигтайгаар явагддаг электролитийн эс юм. Кулометр нь судалж буй кулометрийн үүртэй цувралаар холбогдсон тул электролизийн явцад хоёр нүдээр ижил хэмжээний цахилгаан урсдаг. Хэрэв электролизийн төгсгөлд кулометрт үүссэн бодисын хэмжээг (масс) хэмжвэл Фарадейгийн хуулийн дагуу цахилгааны хэмжээг тооцоолж болно. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь мөнгө, зэс, хийн колометр юм.

Амперостатик кулометрашигласан кулометрийн титрлэлттогтмол гүйдлийн үед, энэ үед анализатор нь ажлын электрод дээрх цахилгаан химийн урвалын үр дүнд үүссэн титрлэгчтэй урвалд ордог тул үүнийг нэрлэдэг. цахилгаан үүсгэсэн титрант.

100% гүйдлийн үр ашгийг хангахын тулд туслах бодисын ихээхэн хэмжээний илүүдэл шаардлагатай бөгөөд үүнээс титрант үүсдэг бөгөөд энэ нь ажлын электрод дээр өрсөлдөх урвал үүсэхийг арилгадаг. Энэ тохиолдолд титрлэгч нь шинжлэгдэх бодистой тэнцэх хэмжээгээр үүсдэг бөгөөд титрлэгчийг үйлдвэрлэхэд зарцуулсан цахилгааны хэмжээг аналитийн агуулгыг тооцоолоход ашиглаж болно.

Цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ Qтогтмол гүйдлийн үед кулометрээр Ι томъёогоор тооцоолно:

Хаана т- титриметрийн төгсгөлийн цэгийг тогтоох бараг бүх аргыг тодорхойлоход тохиромжтой электролизийн хугацаа (харааны - индикатор, багажийн - потенциометр, амперометр, фотометр). Ампер дахь гүйдлийн хүч ба электролизийн хугацааг секундээр тооцвол бид кулон дахь цахилгааны хэмжээг авдаг (жишээ нь).

Жишээ.Калийн иодидоос үүссэн иодтой аскорбины хүчлийн уусмалыг 5.00 мА гүйдлээр колометрийн титрлэхэд 8 мин 40 секунд зарцуулав. Шинжилсэн уусмал дахь аскорбины хүчлийн массыг тооцоол. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг засах аргыг санал болго.

Шийдэл.Иодид ба үүний дагуу аскорбины хүчлийг исэлдүүлэхэд зарцуулсан цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ:

Q = би т= 5.00∙10 -3 ∙520 = 2.60 С.

Аскорбины хүчил нь иодоор исэлдэж дегидроаскорбины хүчил болж хоёр электрон ялгардаг (C 6 H 8 O 6 - 2 д→ C 6 H 6 O 6 + 2H +), дараа нь Фарадейгийн хуулийн дагуу:

Титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг уусмал дахь иодын илүүдэл илрэх замаар тодорхойлно. Тиймээс үүнийг шинжилж буй уусмалд нэмсэн цардуулын тусламжтайгаар (цэнхэр өнгө харагдах), амперометрийн аргаар иодын хязгаарлагдмал гүйдэл үүсэх замаар мөнгөн ус эсвэл цагаан алтны микроэлектродоор, потенциометрийн огцом өсөлтөөр засах боломжтой. цагаан алт электродын потенциал.

Вольтметри

Шинжилгээний вольтметрийн аргань микроэлектродын туйлшралын үзэгдлийг ашиглах, хэрэглэсэн хүчдэлээс гүйдлийн хамаарлыг тусгасан гүйдэл-хүчдэлийн (туйлшрал) муруйг олж авах, тайлбарлахад үндэслэсэн болно. Гүйдлийн хүчдэлийн муруй (вольтаммограмм) нь микроэлектрод (деполяризатор) дээр буурсан эсвэл исэлдсэн бодисуудын талаар чанарын болон тоон мэдээлэл, түүнчлэн электродын үйл явцын шинж чанарын талаар нэгэн зэрэг авах боломжийг олгодог. Орчин үеийн вольтметри бол органик бус болон органик шинж чанартай янз бүрийн объект, түүний дотор эмийн бодисыг шинжлэхэд тохиромжтой бодисыг тодорхойлох өндөр мэдрэмжтэй, экспресс арга юм. Вольтамметрийн хамгийн бага илрэх концентраци нь 5% -иас бага аргын алдаатай 10-8 моль/л-д хүрдэг. Туршилтын оновчтой нөхцөлд вольтметри нь шинжлэгдсэн уусмал дахь хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг тодорхойлох боломжийг олгодог.

Вольтамметр нь хоёр электрод ашигладаг. ажилчинжижиг гадаргуутай туйлширдаг электрод (заагч микроэлектрод) ба туслахтом гадаргуутай туйлшрахгүй электрод (лавлагаа электрод). Ажлын электродууд нь мөнгөн ус (мөнгөн усны дуслын электрод, RCE), цагаан алт (PE) болон дамжуулагч нүүрстөрөгчийн материал (графит, шилэн нүүрстөрөгч) -ээр хийсэн микроэлектродууд юм.

Тогтмол гүйдэл электролитийн эсээр дамжин өнгөрөхөд процесс нь хамаарлаар тодорхойлогддог (электролитийн уусмалын Ом хууль):

E \u003d Ea - Ek + IR

Хаана Эхэрэглэсэн гадаад хүчдэл; Эаанодын потенциал; Эккатодын потенциал; I- хэлхээн дэх гүйдэл; Рнь электролитийн эсийн дотоод эсэргүүцэл юм.

Вольтамметрийн хэмжилтийн үед шинжилгээнд хамрагдсан уусмал нь өндөр концентрацитай индифферент (арын) электролит агуулдаг (шинжлэх бодисын концентрацаас 100 дахин их - уусмалын эсэргүүцэл бага), вольтметрийн гүйдэл 10-5-аас хэтрэхгүй байна. A, тиймээс, үүрэнд хүчдэлийн уналт IRүл тоомсорлож болно.

Вольтамметрийн хувьд электродын аль нэг нь (туслах) туйлшралгүй, түүний потенциал тогтмол хэвээр байгаа тул (үүнийг тэгтэй тэнцүүлж болно) эсэд хэрэглэсэн хүчдэл нь зөвхөн ажлын электродын потенциалын өөрчлөлтөөр илэрдэг. Тэгээд E = Eaажиллах микроанодын хувьд ( анод туйлшрал) Мөн E =-Экажлын микрокатодын хувьд ( катодын туйлшрал). Тиймээс бүртгэгдсэн гүйдлийн хүчдэлийн муруй нь зөвхөн ажлын электрод дээр тохиолддог цахилгаан химийн процессыг тусгадаг. Хэрэв уусмалд цахилгаан химийн аргаар бууруулж эсвэл исэлдүүлэх боломжтой бодис байгаа бол үүрэнд шугаман өөрчлөгдөж буй хүчдэл хэрэглэх үед вольтаммограмм нь долгионы хэлбэр 1 байна (цахилгаан химийн урвал байхгүй тохиолдолд гүйдлийн хүчдэлээс хамаарал нь шугаман 2 байна) Ом хуулийн дагуу):

RCE нь ажлын микроэлектродоор үйлчилдэг вольтметрийн хэсгийг нэрлэдэг полярографи, 1922 онд энэ аргыг санал болгосон Чехийн электрохимич Ж.Гейровскийн хүндэтгэлд зориулж. Дусал мөнгөн усны электрод бүхий үүрэнд олж авсан вольтаммограммыг нэрлэдэг поларограммууд.

Сонгодог поларограммыг бүртгэхийн тулд RCE (ажлын электрод) ба ханасан каломель электрод (туслах электрод, лавлагаа электрод) бүхий үүрийг тогтмол хүчдэлийн эх үүсвэрт холбож, потенциалыг 2-5 мВ/с хурдтайгаар өөрчилдөг.

Унаж буй мөнгөн усны электрод нь өргөн хүрээний потенциалын хувьд бараг төгс туйлшрах чадвартай бөгөөд анодын бүсэд мөнгөн усны исэлдэлтийн электродын урвалаар (+0.4 В), катодын бүсэд устөрөгчийн ионыг бууруулах урвалаар (-1-ээс -1.5 В хүртэл) хязгаарлагддаг. , орчны хүчиллэг байдлаас хамаарч) эсвэл дэвсгэр катионууд (шүлт металлын катионуудын хувьд -2 В-оос R 4 N + -ийн хувьд -2.5 В хүртэл). Энэ нь бусад материалаар хийсэн электродуудад боломжгүй маш өндөр сөрөг потенциалтай үед буурдаг бодисыг RCE дээр судалж, тодорхойлох боломжийг олгодог. Цаашид боломжит утгыг ханасан каломель электродтой харьцуулж өгөх бөгөөд шаардлагатай бол өөр лавлагаа электрод, жишээлбэл, ханасан мөнгөний хлоридтой холбоотойгоор дахин тооцоолж болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Полярограммыг RCE дээр бүртгэхээс өмнө ууссан хүчилтөрөгчийг зайлуулах шаардлагатай, учир нь энэ нь сөрөг потенциалын бүсэд цахилгаан идэвхтэй бөгөөд -0.2 ба -0.9 В-ийн хоёр сэргээх долгионыг өгдөг. Үүнийг уусмалыг инертийн хийгээр ханах замаар хийж болно. (азот, аргон, гелий). Хүчилтөрөгчийг шүлтлэг уусмалаас натрийн сульфит (O 2 + 2Na 2 SO 3 → 2Na 2 SO 4) ашиглан зайлуулдаг.

Сонгодог поларограммыг (полярографийн долгион) хамгийн тохиромжтой хэлбэрээр доор үзүүлэв.

Полярографийн долгионы гол шинж чанарууд нь диффузийн гүйдлийн хэмжээ юм ( I e, μA), хагас долгионы потенциал ( Э 1/2, V) - гүйдэл нь тархалтын хагастай тэнцүү байх потенциал ба өгсөх хэсгийн налуу (0.059 /) nэлектродын функцийн эгц байдал). Эдгээр үзүүлэлтүүд нь дүн шинжилгээ хийх (гүйдлийн хүч нь концентрацтай пропорциональ) болон судалгааны (хагас долгионы потенциал ба электродын үйл ажиллагаа нь бодисын шинж чанараас хамаарна) полярографийг ашиглах боломжийг олгодог.

Полярографийн долгионы (A-B) эхний хэсэгт гүйдэл нь потенциалын өөрчлөлтөөр маш удаан нэмэгддэг - энэ нь гэж нэрлэгддэг. үлдэгдэл гүйдэл (I ost) . Үлдэгдэл гүйдлийн гол хувь нэмэр нь давхар цахилгаан давхарга үүсэх явдал юм ( цэнэглэх гүйдэл), үүнийг үгүйсгэх аргагүй бөгөөд боломж нэмэгдэх тусам үнэ цэнэ нь нэмэгддэг. Үлдэгдэл гүйдлийн хоёр дахь гишүүн нь цахилгаан идэвхт хольцын улмаас үүссэн гүйдэл бөгөөд үүнийг цэвэр урвалж, ус ашиглан багасгаж болно.

В цэгт хүрэхэд ( суллах боломж– катод дахь бууралтын үед ялгарах потенциал гэж нэрлэдэг нөхөн сэргээх боломж E vos, анод дахь исэлдэлтийн үед - исэлдэлтийн потенциал E OK), электрод дээр цахилгаан химийн урвал эхэлдэг бөгөөд үүнд цахилгаан идэвхт бодис (деполяризатор) ордог бөгөөд үүний үр дүнд гүйдэл (B-C хэсэг) тодорхой хязгаарын утга хүртэл огцом нэмэгдэж, дараа нь бараг тогтмол хэвээр байна (C-D хэсэг) . Энэ хэсэгт харгалзах гүйдэл гэж нэрлэгддэг одоогийн хязгаар(I pr), хязгаарлах ба үлдэгдэл гүйдлийн хоорондох ялгаа нь байна диффузын гүйдэл (I d = Iгэх мэт - I ost). C-D хэсэгт потенциал нэмэгдэхийн хэрээр хязгаарлах ба үлдэгдэл гүйдэл бага зэрэг нэмэгдэж, тархалтын гүйдлийн утга тогтмол хэвээр байна. G цэг дэх гүйдлийн өсөлт нь шинэ цахилгаан химийн урвалаас (жишээлбэл, дэмжих электролитийн катионуудын бууралт) холбоотой юм.

Өгөгдсөн потенциалын мужид цахилгаан химийн урвалын үр дүнд электродын ойролцоох давхаргад деполяризатор бараг бүрэн байхгүй, бодисоор баяжуулалт үүсдэг тул тархалтын гүйдэл нь ийм нэртэй болсон. уусмалын гүнээс деполяризаторын тархалт, түүний концентраци тогтмол хэвээр байна. Эдгээр тодорхой нөхцөлд тархалтын хурд тогтмол хэвээр байгаа тул тархалтын гүйдэл нь мөн тогтмол утгыг хадгалж байдаг.

R.c.e-ийн деполяризаторын концентрациас тархах гүйдлийн хамаарал. Илковичийн тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэнэ.

I d = 605nD 1/2 м 2/3 т 1/6 с

энд D нь цахилгаан идэвхтэй ионы тархалтын коэффициент; n - урвалд оролцсон электронуудын тоо; м 2/3 т 1/6 - мөнгөн ус урсдаг хялгасан судасны шинж чанар; c нь шинжлэгдэх бодисын концентраци (деполяризатор).

Ижил хялгасан судас ба деполяризатортой ажиллахад утга нь 605nD 1/2 м 2/3 т 1/6 = const тул долгионы өндөр ба бодисын концентрацийн хооронд шугаман хамаарал байдаг.

Тоон полярографийн шинжилгээ нь энэхүү шугаман хамаарал дээр суурилдаг. Электродын потенциал ба шинээр гарч ирж буй гүйдлийн хоорондын хамаарлыг туйлширсан долгионы тэгшитгэлээр (Илькович-Хейровскийн тэгшитгэл) тодорхойлно.

Энд E ба I нь туйлын муруйны өгөгдсөн цэгийн гүйдлийн потенциал ба хэмжээ; I d - тархалтын гүйдлийн хэмжээ; E 1/2 - хагас долгионы боломж.

E 1/2 нь I d-ийн хагастай тэнцэх гүйдэлд хүрэх боломж юм. Энэ нь деполяризаторын концентрацаас хамаардаггүй. E 1/2 нь системийн хэвийн исэлдүүлэх потенциалтай (Eo) маш ойрхон, өөрөөр хэлбэл энэ нь зөвхөн буурч байгаа ионуудын шинж чанараар тодорхойлогддог чанарын шинж чанар бөгөөд үүгээрээ ионуудын чанарын найрлагыг тогтоох боломжтой юм. дүн шинжилгээ хийсэн шийдэл.

Поларограмм (волтаммограмм) нь үнэ цэнэтэй аналитик мэдээллийг агуулдаг - хагас долгионы боломж Э 1/2 нь деполяризаторын чанарын шинж чанар (чанарын аналитик дохио), харин тархалтын гүйдэл I e нь шинжилж буй уусмалын эзэлхүүн дэх аналитын концентрацитай шугаман хамааралтай (тоон шинжилгээний дохио) - I d = KC.

Үнэ цэнэ Э 1/2-ийг туйлын долгионы тэгшитгэлээс тооцоолж эсвэл графикаар тодорхойлж болно.

Үнэ цэнэ олсон Э 1/2 нь ашигласан арын электролитийг харгалзан хүснэгтийн өгөгдөл дээр үндэслэн деполяризаторыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Шинжилсэн уусмалд хагас долгионы потенциал нь 0.2 В-оос их ялгаатай хэд хэдэн бодис байгаа бол поларограм нь цахилгаан идэвхтэй хэсгүүдийн тооноос хамааран нэг долгион биш, харин хэд хэдэн долгионтой байх болно. Энэ тохиолдолд олон тооны цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн бууралт (исэлдэлт) нь үе шаттайгаар явагдах бөгөөд энэ нь хэд хэдэн долгион үүсгэдэг гэдгийг санах нь зүйтэй.

Дулаан ба механик конвекцийн (холих) улмаас электрод руу бодисын хөдөлгөөнийг оруулахгүйн тулд хэмжилтийг термостат уусмалд хийж, холихгүйгээр хийнэ. Электродын талбараар деполяризаторын электростатик таталцлыг арилгах (шилжилт) нь ионууд нь электродын цэнэгийг хамгаалж, шилжилт хөдөлгөөний хөдөлгөгч хүчийг бараг тэг болгон бууруулдаг цахилгаан идэвхгүй суурь электролитийн их хэмжээгээр нэмэгддэг.

Мөнгөн ус буулгах электродыг ашиглах үед поларограмм нь харагдана одоогийн хэлбэлзэл(түүний үе үе бага зэрэг нэмэгдэж, буурах). Ийм хэлбэлзэл бүр нь микроэлектродын капилляраас мөнгөн усны дусал үүсэх, ургах, салгахтай тохирч байна. Полярографууд нь хэлбэлзлийг арилгах төхөөрөмжтэй байдаг.

Поларограммыг гажуудуулж болно полярографийн максимум- гүйдэл нь түүний хязгаараас давсан огцом өсөлт, дараа нь буурах:

Максимумын харагдах байдал нь цэнэгийн жигд бус хуваарилалтаас болж мөнгөн усны уналтын гадаргуугийн хөдөлгөөний үр дүнд уусмал холилдож, үүний дагуу гадаргуугийн хурцадмал байдал (эхний төрлийн хамгийн дээд хэмжээ) зэрэг болно. түүнчлэн капилляраас мөнгөн ус урсах үед эргүүлэг үүсэх (хоёр дахь төрлийн максимум). Дээд тал нь поларограммыг гажуудуулж, тайлахад хэцүү болгодог. Эхний төрлийн оргилуудыг арилгахын тулд гадаргуугийн идэвхтэй бодисыг (жишээлбэл, агар-агар, желатин, гавар, фуксин, синтетик гадаргуугийн бодис) нэвтрүүлж, мөнгөн усны дуслын гадаргуу дээр шингэж, гадаргуугийн хурцадмал байдлыг тэнцвэржүүлж, хөдөлгөөнийг арилгадаг. мөнгөн усны гадаргуугийн давхаргууд. II төрлийн максимумыг арилгахын тулд мөнгөн усны баганын өндрийг бууруулах замаар капилляр дахь мөнгөн усны даралтыг бууруулахад хангалттай.

Хатуу ажлын электродтой вольтметримикроэлектродын туйлшралын янз бүрийн мужид RCE-ийн хэрэглээтэй туйлшралаас ялгаатай. Дээр дурдсанчлан устөрөгчийн хэт хүчдэлийн улмаас унадаг мөнгөн усны электродыг сөрөг потенциал өндөртэй бүсэд ашиглах боломжтой боловч мөнгөн ус +0.4 В-т анод уусдаг тул хээрийн судалгаанд ашиглах боломжгүй юм. эерэг потенциалууд. Бал чулуу ба цагаан алт дээр устөрөгчийн ионуудын ялгаралт нь илүү хялбар байдаг тул тэдгээрийн туйлшралын бүс нь сөрөг потенциалаас хамаагүй бага (-0.4 ба -0.1 В) хязгаарлагддаг. Үүний зэрэгцээ, анод потенциалын бүсэд цагаан алт ба бал чулуу электродууд нь +1.4 В потенциал хүртэл тохиромжтой байдаг (дараа нь усны хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн электрохимийн урвал 2H 2 O - 4). д→ О 2 + 4Н +), энэ нь эерэг потенциалын хүрээнд судалгаа хийхэд тохиромжтой болгодог.

RCE-ээс ялгаатай нь вольтаммограммыг бүртгэх явцад хатуу микроэлектродын гадаргуу шинэчлэгддэггүй бөгөөд электродын урвалын бүтээгдэхүүнээр амархан бохирддог бөгөөд энэ нь үр дүнгийн давталт, нарийвчлал буурахад хүргэдэг. вольтаммограмм бүрийг бүртгэхдээ микроэлектродын гадаргууг цэвэрлэх шаардлагатай.

Хязгаарлагдмал гүйдэл удаан тогтдог тул суурин хатуу электродууд вольтметрийн өргөн хэрэглээг олж чадаагүй бөгөөд энэ нь вольтаммограммын хэлбэрийг гажуудуулахад хүргэдэг. эргэдэг микроэлектродуудСтационар тархах нөхцөл нь электродын ойролцоох давхаргад үүсдэг тул гүйдлийн хүч хурдан тогтоогдож, вольтаммограмм нь RCE-тэй ижил хэлбэртэй байна.

Эргэдэг дискний электрод дээрх хязгаарлагдмал тархалтын гүйдлийн утгыг (материалаас үл хамааран) конвектив диффузийн тэгшитгэлээр тодорхойлно (Левич):

I d = 0.62nFSD 2/3 w 1/2 n -1/6 сек

энд n - электродын процесст оролцож буй электронуудын тоо;

F нь Фарадейгийн тоо (96500 кулон);

S - электродын талбай;

D - деполяризаторын тархалтын коэффициент;

w - электродын өнцгийн хурд;

n - туршилтын уусмалын кинематик зуурамтгай чанар;

c нь деполяризаторын концентраци, моль/л.

Хэрэв поларограммыг тайлахад хэцүү бол "гэрч" аргыг ашигладаг - шинжилж буй уусмалын поларограммыг бүртгэсний дараа санал болгож буй нэгдлүүдийн стандарт уусмалыг электролитийн үүрэнд ээлжлэн нэмнэ. Хэрэв таамаглал зөв байсан бол харгалзах бодисын долгионы өндөр нэмэгдэж, хэрэв таамаглал буруу байвал өөр боломжит нэмэлт долгион гарч ирнэ.

Шинжилсэн уусмал дахь деполяризаторын концентрацийг шалгалт тохируулгын график, стандарт (харьцуулах) арга, нэмэлт аргын аргуудаар тодорхойлж болно. Энэ тохиолдолд бүх тохиолдолд стандарт уусмалыг ашиглах ёстой бөгөөд тэдгээрийн найрлага нь шинжлэгдсэн уусмалын найрлагад аль болох ойр байх ёстой бөгөөд поларограммыг бүртгэх нөхцөл нь ижил байх ёстой. Энэ аргыг деполяризаторын концентрацаас тархах гүйдлийн шууд пропорциональ хамаарлыг хатуу дагаж мөрддөг концентрацийн мужид хэрэглэнэ. Практикт тоон тодорхойлохдоо, дүрмээр бол тархалтын гүйдлийн хэмжээг μA-д тогтоодоггүй, харин туйлширсан долгионы өндрийг хэмждэг. h, өмнөх зурагт заасанчлан, энэ нь мөн төвлөрлийн шугаман функц юм h = KC.

By шалгалт тохируулгын муруй аргацуврал стандарт уусмалын поларограммыг бүртгэж, координатад тохируулгын график байгуулна h÷C(эсвэл I d ÷ ХАМТ), олсон утгын хувьд hШинжилсэн уусмал дахь x нь түүн дэх анализийн концентрацийг ол ХАМТ X.

IN стандарт (харьцуулалтын) аргаижил нөхцөлд задлан шинжилсэн болон стандарт уусмалын поларограммыг концентрацийн хамт бүртгэнэ. ХАМТ x ба ХАМТ st, дараа нь:

Ашиглаж байна нэмэлт аргаэхлээд задлан шинжлэгдсэн уусмалын поларограммыг эзэлхүүнтэй хамт тэмдэглэнэ Втөвлөрөлтэй x ХАМТ x ба долгионы өндрийг хэмжинэ h x. Дараа нь задлан шинжилж буй уусмал руу электролитийн үүрэнд тодорхой хэмжээний стандарт уусмал нэмнэ. Вг концентрацитай ХАМТ d (илүү зохимжтой В x>> Вг ба ХАМТ X<ХАМТд) концентрацитай уусмалын поларограммыг тэмдэглэнэ ХАМТ x + d ба хүлээн авсан долгионы өндрийг хэмжинэ h x+d. Энгийн хувиргалтууд нь эдгээр өгөгдлийг ашиглан шинжилж буй уусмал дахь анализийн концентрацийг тооцоолох боломжийг олгодог (жишээ).

Жишээ. 10.0 мл никотинамид уусмалын полярографи нь 38 мм өндөртэй долгион үүсгэсэн. Энэ уусмалд 2.00 мг/мл никотинамид агуулсан 1.50 мл стандарт уусмал нэмсний дараа долгион 80.5 мм хүртэл нэмэгдэв. Шинжилсэн уусмал дахь эмийн агууламжийг (мг/мл) тооцоолно.

Шийдэл.Шинжилсэн уусмал дахь никотинамидын долгионы өндөр hИлковичийн тэгшитгэлийн дагуу x нь дараахтай тэнцүү байна.

стандарт уусмалыг нэмсний дараа ( h x+d):

Хэрэв бид эхний тэгшитгэлийн гишүүнийг хоёр дахь гишүүнээр нь хуваавал бид дараахь зүйлийг авна.

-ийн тэгшитгэлийг шийдвэрлэх ХАМТ x ба асуудлын нөхцөлөөс хэмжигдэхүүнүүдийн утгыг орлуулах.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд нь электродын гадаргуу эсвэл электродын ойролцоох орон зайд тохиолддог үйл явцыг судлах, ашиглахад суурилдаг. Шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын концентрацтай функциональ хамааралтай, зөв хэмжиж болох аливаа цахилгаан параметр (потенциал, гүйдлийн хүч, эсэргүүцэл гэх мэт) нь аналитик дохио болж чадна.

Шинжилгээнд хэрэглэх хүнсний бүтээгдэхүүнпотенциометр, кондуктометр, вольтметрийг олсон.

Потенциометрийн шинжилгээний арга

Потенциометрийн арга нь буцах гальваник эсийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг хэмжихэд үндэслэсэн бөгөөд уусмал дахь ионы концентрацийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Энэ арга нь Нернстийн тэгшитгэлийг идэвхтэй ашигладаг.

E \u003d E ° + R * T / (n * F) ln (оксид / сэргээх)

Энд E° нь исэлдэлтийн системийн стандарт потенциал; R нь бүх нийтийн хийн тогтмол; T - үнэмлэхүй температур; F нь Фарадейгийн тогтмол; n - электродын урвалд оролцох электронуудын тоо; исэл ба бууралт нь исэлдүүлэх системийн исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн үйл ажиллагаа юм.

Потенциометрийн аргын гол давуу тал нь түүний өндөр нарийвчлал, өндөр мэдрэмж, харааны индикаторын аргуудаас илүү шингэрүүлсэн уусмалаар титрлэх чадвар юм. Мөн энэ аргыг булингар, өнгөт орчинд урьдчилан салгах, титрлэхгүйгээр нэг уусмал дахь хэд хэдэн бодисыг тодорхойлох боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Энэ арга нь хүнсний бүтээгдэхүүнд дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгодог:

махан бүтээгдэхүүнд нитрит ба нитрат байгаа эсэх;

· сүүн бүтээгдэхүүн, шар айраг, арвай болон бусад үр тарианы хүчиллэгийг тодорхойлох;

сиропын рН-ийг хэмжих;

сүү дэх калийн хэмжээг тодорхойлох;

Хиам дахь цардуулыг тодорхойлох.

Кондуктометрийн шинжилгээний арга

Кондуктометрийн арга нь одоо байгаа цэнэгтэй хэсгүүдийн концентрацаас хамааран уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарыг өөрчлөхөд суурилдаг.

Ийм шинжилгээний объектууд нь электролитийн уусмал юм.

Кондуктометрийн гол давуу талууд:

өндөр мэдрэмжтэй (тодорхойлсон концентрацийн доод хязгаар ~ 10 -4 -10 -5 М), нэлээд өндөр нарийвчлал (тодорхойлох харьцангуй алдаа 0.1-2%), аргын энгийн байдал, тоног төхөөрөмжийн хүртээмж, өнгөт, үүлэрхэг уусмалыг судлах боломж, мөн түүнчлэн шинжилгээний автоматжуулалт.

Кондуктометрийн шинжилгээний арга нь дараахь зүйлийг тодорхойлох боломжийг олгодог.

уусмал дахь сульфатууд

жимс, жимсгэний түүхий эд дэх нимбэгийн хүчлийг тодорхойлох;

элсэн чихэр, моласс дахь үнс.

Амперометрийн шинжилгээний арга (Волтамметр)

Вольтамметр гэдэг нь микроэлектрод дээр үүсч, сарнисан гүйдэл үүсэхэд хүргэдэг электрохимийн исэлдүүлэх эсвэл задлах бодисыг багасгах процесст суурилсан аргуудын бүлэг юм. Эдгээр аргууд нь гүйдлийн хүч чадлын хэрэглээний хүчдэлээс хамаарах хамаарлыг тусгасан гүйдлийн хүчдлийн муруйг судлахад суурилдаг. Вольтамерограммууд нь шинжилж буй уусмалын чанарын болон тоон найрлага, түүнчлэн электродын үйл явцын шинж чанарын талаархи мэдээллийг нэгэн зэрэг авах боломжийг олгодог.

Одоогийн хүчдэлийн шинжилгээг хийхийн тулд гадны эх үүсвэрээс хүчдэлийг электродын системд хэрэглэнэ. Хүчдэлийг өөрчилснөөр тархалтын гүйдлийн хүч чадлын хэрэглэж буй потенциалын зөрүүгээс хамаарах хамаарлыг судалдаг бөгөөд үүнийг вольтаммограммаар дүрсэлдэг.

График нь долгионы хэлбэртэй бөгөөд 3 хэсгээс бүрдэнэ. I хэсэг - аналитик дохиог бүртгэхээс эхлээд цахилгаан химийн урвалын эхлэл хүртэл гүйдэл нь үүрээр дамждаг. II хэсэг - цахилгаан химийн урвалын улмаас гүйдлийн огцом өсөлт. III хэсэг - тархалтын гүйдэл хязгаарын утгад хүрч, бараг тогтмол хэвээр байна, цахилгаан химийн урвал дуусна.

Энэ аргын тусламжтайгаар дараахь хүнсний шинжилгээг хийх боломжтой бөгөөд энэ нь дараахь зүйлийг тодорхойлох болно.

цардуул дахь амилоз

сүүн бүтээгдэхүүн дэх хүнд металл;

ундаа, жүүс дэх аскорбины хүчил.

Оршил

Цахилгаан химийн аргыг ашиглах тоон шинжилгээЭнэ нь цахилгаан химийн процессын хэмжсэн параметрүүдийн утгуудын (цахилгаан потенциалын зөрүү, гүйдэл, цахилгааны хэмжээ) энэхүү цахилгаан химийн процесст оролцож буй задлан шинжилж буй уусмал дахь аналитийн агууламжаас хамаарах хамаарлыг ашиглахад суурилдаг. Цахилгаан химийн процессууд- химийн урвал нэгэн зэрэг явагдах, системийн цахилгаан шинж чанар өөрчлөгдөх зэрэг үйл явц, ийм тохиолдолд үүнийг нэрлэж болно. цахилгаан химийн систем.Аналитик практикт цахилгаан химийн систем нь ихэвчлэн агуулдаг цахилгаан химийн эс,үүнд электродууд нь дүрсэн цахилгаан дамжуулагч шинжлэгдсэн уусмал бүхий сав орно.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргын ангилал

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргуудыг янз бүрийн аргаар ангилдаг. . Систем дэх цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийн шинж чанарт үндэслэн ангилал. Хоёр бүлэг арга байдаг. - Гадны (гадны) потенциалыг ногдуулахгүйгээр аргууд.Цахилгаан энергийн эх үүсвэр нь цахилгаан химийн систем нь өөрөө гальваник элемент (галван хэлхээ) юм. Эдгээр аргууд орно потенциометрийн аргууд;Ийм систем дэх цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) ба электродын потенциалууд нь уусмал дахь задлан шинжилж буй бодисын агууламжаас хамаарна. - Гадны (гадны) потенциалыг бий болгох аргууд.Эдгээр аргууд орно:

О кондуктометрийн шинжилгээ- уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарыг тэдгээрийн концентрациас хамааран хэмжихэд үндэслэсэн;

О вольтметрийн шинжилгээ- хэрэглэж буй мэдэгдэж буй боломжийн зөрүү ба уусмалын концентрациас хамааран гүйдлийг хэмжихэд үндэслэсэн;

О кулометрийн шинжилгээ- уусмалаар дамжин өнгөрөх цахилгааны хэмжээг түүний концентрациас хамааран хэмжихэд үндэслэсэн;

О цахилгаан гравиметрийн шинжилгээ- цахилгаан химийн урвалын бүтээгдэхүүний массыг хэмжихэд үндэслэсэн.

Цахилгаан химийн аргыг хэрэглэх аргын дагуу ангилах. Шууд болон шууд бус аргууд байдаг.

- шууд аргууд.Цахилгаан химийн параметрийг уусмалын концентрацийн мэдэгдэж буй функцээр хэмждэг бөгөөд холбогдох заалтын дагуу хэмждэг. хэмжих хэрэгсэлуусмал дахь анализийн агуулгыг ол.

- шууд бус аргууд.Системийн цахилгаан параметрүүдийг хэмжихэд үндэслэн титрлэлтийн төгсгөлийг тогтоодог титрлэлтийн аргууд.

Энэ ангиллын дагуу жишээ нь: шууд кондуктометрТэгээд кондуктометрийн титрлэлт, шууд потенциометрТэгээд потенциометрийн титрлэлтгэх мэт.

Энэхүү гарын авлага нь зөвхөн дараах цахилгаан химийн аргууд дээр лабораторийн ажлыг хийдэг.

Шууд потенциометр;

Потенциометрийн титрлэлт;

кулометрийн титрлэлт.

Эдгээр бүх аргууд нь фармакопейн шинж чанартай бөгөөд эмийн чанарыг хянахад ашиглагддаг.

Потенциометрийн шинжилгээний ерөнхий шинж чанар

Аргын зарчим

Потенциометрийн шинжилгээ (потенциометр) нь шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын концентрациас хамаарч EMF ба электродын потенциалыг хэмжихэд суурилдаг.

Хэрэв цахилгаан химийн системд - гальваник элементэд - электродууд дээр урвал явагдана:

шилжүүлгийн хамт nэлектронууд, дараа нь EMF-ийн Нернст тэгшитгэл ЭЭнэ урвал дараах байдалтай байна.

урвалын стандарт EMF хаана байна (стандарт электродын потенциалын ялгаа); Р- бүх нийтийн хийн тогтмол; Турвал явагдах үнэмлэхүй температур; Ф- Фарадей тоо; -

урвалжуудын үйл ажиллагаа - урвалд оролцогчид.

(1) тэгшитгэл нь буцах ажиллагаатай гальван элементийн EMF-д хүчинтэй байна.

Өрөөний температурын хувьд (1) тэгшитгэлийг дараах хэлбэрээр илэрхийлж болно.

(2)

Урвалжуудын идэвхжил нь тэдгээрийн концентрацтай ойролцоогоор тэнцүү байх нөхцөлд (1) тэгшитгэл (3) болж хувирна:

(3)

урвалд орох бодисын концентраци хаана байна.

Өрөөний температурын хувьд энэ тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно.

(4)

Цахилгаан химийн үүрэнд потенциометрийн хэмжилт хийхэд хоёр электродыг ашигладаг.

. заагч электрод,Шинжилсэн уусмал дахь тодорхойлогдсон (боломжийг тодорхойлох) бодисын агууламжаас хамаарах потенциал;

. лавлагаа электрод,Шинжилгээний нөхцөлд боломж нь тогтмол хэвээр байна.

Ийм учраас (14) тэгшитгэлээр тодорхойлсон EMF-ийн утгыг эдгээр хоёр электродын бодит потенциалын зөрүүгээр тооцоолж болно.

Потенциометрийн хувьд электродыг ашигладаг дараах төрлүүд: эхний, хоёрдугаар төрлийн электродууд, редокс, мембран.

Эхний төрлийн электродууд.Эдгээр нь электродын материалд нийтлэг катионы хувьд буцаах боломжтой электродууд юм. Эхний төрлийн гурван төрлийн электрод байдаг.

A) Металл М нь ижил металлын давсны уусмалд дүрэгдсэн.Ийм электродын гадаргуу дээр урвуу урвал явагдана.

Эхний төрлийн ийм электродын бодит боломж нь үйл ажиллагаанаас хамаарна металлын катионууд ба (5-8) тэгшитгэлээр тодорхойлогддог. Ерөнхийдөө ямар ч температурын хувьд:

(5)

Өрөөний температурын хувьд:

(6)

Бага концентрацид үйл ажиллагаа байх үед катионууд

металл нь ойролцоогоор тэдний концентрацитай тэнцүү,

(7)

Өрөөний температурын хувьд:

(8)

б) Хийн электрод, жишээ нь устөрөгчийн электрод, үүнд стандарт устөрөгчийн электрод орно.Урвуу ажиллагаатай хийн устөрөгчийн электродын потенциал нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээр тодорхойлогддог, i.e. уусмалын рН утга ба өрөөний температурт дараах байдалтай тэнцүү байна.

устөрөгчийн электродын хувьд стандарт потенциалыг тэг гэж үздэг , мөн электродын урвалын дагуу

Энэ урвалд оролцож буй электронуудын тоо нэгтэй тэнцүү байна. n= 1;

V) Ижил металлын катионуудыг агуулсан уусмалд дүрсэн металлын амальгам электродууд.Хүчтэй-

Эхний төрлийн ийм электродын тоо нь үйл ажиллагаанаас хамаарна ка-

уусмал ба идэвхжил дэх металлын ионууд a(M)амальгам дахь металл:

Amalgam электродууд нь маш их урвуу чадвартай байдаг. Хоёр дахь төрлийн электродууданионы хувьд буцах боломжтой. Хоёр дахь төрлийн дараахь төрлийн электродууд байдаг.

А. Гадаргуу нь ижил металлын бага зэрэг уусдаг давсаар хучигдсан метал бөгөөд энэ бага уусдаг давсны нэг хэсэг болох анион агуулсан уусмалд дүрнэ.Үүний жишээ бол мөнгөн хлоридын электрод юм. , эсвэл каломель электрод ,

Мөнгөний хлоридын электрод нь усанд бага зэрэг уусдаг, калийн хлоридын усан уусмалд дүрсэн давсаар бүрсэн мөнгөн утаснаас бүрдэнэ. Мөнгөний хлоридын электрод дээр урвуу урвал явагдана.

Каломель электрод нь бага уусдаг мөнгөн ус (I) хлоридын зуурмагаар бүрсэн металл мөнгөн уснаас бүрдэнэ. - каломель, холбоо барих

калийн хлоридын усан уусмалаар бэхлэх. Каломель электрод дээр урвуу урвал явагдана.

Хоёрдахь төрлийн электродын бодит потенциал нь анионуудын идэвхжил, урвал явагдах электродын урвуу үйл ажиллагаанаас хамаарна.

Нернстийн тэгшитгэлээр тодорхойлогддог (9-12).

Ерөнхийдөө ямар ч зөвшөөрөгдөх температурт Т:

. (9)

Өрөөний температурын хувьд:

Анионуудын идэвхжил нь тэдгээрийн концентрацтай ойролцоогоор тэнцүү байх нөхцөлд :

. (11)

Өрөөний температурын хувьд:

(12)

Жишээлбэл, өрөөний температурт мөнгөн хлорид ба каломелийн электродын бодит потенциалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Сүүлчийн тохиолдолд электродын урвалд 2 электрон оролцдог (n\u003d 2) ба 2 хлоридын ионууд үүсдэг тул логарифмын үржүүлэгч нь мөн 0.059 байна.

Хоёрдахь төрлийн электродууд нь өндөр урвуу чадвартай, ажиллахад тогтвортой байдаг тул тэдгээрийг тогтмол потенциалын утгыг тогтвортой байлгах чадвартай лавлах электрод болгон ашигладаг;

б) хоёр дахь төрлийн хийн электродууд, жишээ нь хлоридын электрод,Хоёр дахь төрлийн хийн электродууд тоон хүчин чадалтай

Циометрийн шинжилгээг бараг ашигладаггүй.

Редокс электродууд.Эдгээр нь исэлдүүлсэн Ox болон энэ бодисын улаан өнгийн бууруулсан хэлбэрийг агуулсан уусмалд дүрсэн идэвхгүй материалаас (цагаан алт, алт, вольфрам, титан, бал чулуу гэх мэт) бүрдэнэ. Хоёр төрлийн редокс электрод байдаг.

1) боломж нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаггүй электродууд, жишээлбэл, гэх мэт;

2) боломж нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаг электродууд, жишээлбэл, квингидроны электрод.

Потенциал нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаггүй редокс электрод дээр урвуу урвал явагдана.

Ийм редокс электродын бодит потенциал нь тухайн бодисын исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн идэвхжилээс хамаардаг ба буцах ажиллагаатай электродын хувьд нөхцлөөс хамааран (дээрх потенциалтай адилтган) Нернст тэгшитгэлээр тодорхойлогддог. (13-16):

(13) (14) (15) (16)

Энд бүх тэмдэглэгээ уламжлалт байна.

мембран,эсвэл ион сонгомол, электродууд- хатуу эсвэл шингэн мембранаар шингэсэн зарим ион (катион эсвэл анион) -ын хувьд буцах чадвартай электродууд. Ийм электродын бодит боломж нь мембранаар шингэсэн уусмал дахь ионуудын идэвхжилээс хамаарна.

Хатуу мембрантай мембран электродууд нь маш нимгэн мембраныг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн хоёр талдаа ижил аналитын ионуудыг агуулсан өөр өөр уусмалууд байдаг, гэхдээ өөр өөр концентрацитай: тодорхой тодорхойлогдсон аналитийн ионуудын концентрацитай уусмал (стандарт) ба шинжлэгдсэн уусмал. аналитын ионуудын үл мэдэгдэх концентраци. Хоёр уусмал дахь ионы концентраци өөр өөр байдаг тул мембраны өөр өөр тал дахь ионууд тэгш бус хэмжээгээр шингэдэг; цахилгаан цэнэгмембраны янз бүрийн тал дээр. Үүний үр дүнд мембраны потенциалын зөрүү үүсдэг.

Мембран ион сонгомол электрод ашиглан ионыг тодорхойлохыг нэрлэдэг ионометр.

Дээр дурьдсанчлан, потенциометрийн хэмжилтийн үед электрохимийн эсэд хоёр электрод - индикатор орно

ба лавлагаа электрод. Эсэд үүссэн EMF-ийн хэмжээ нь эдгээр хоёр электродын потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Потенциометрийн тодорхойлолтын нөхцөлд лавлагаа электродын потенциал тогтмол хэвээр байгаа тул EMF нь зөвхөн заагч электродын потенциалаас хамаарна, өөрөөр хэлбэл. уусмал дахь тодорхой ионуудын идэвхжил (концентраци) дээр. Энэ нь шинжилж буй уусмал дахь өгөгдсөн бодисын концентрацийг потенциометрээр тодорхойлох үндэс суурь болно.

Уусмал дахь бодисын концентрацийг потенциометрээр тодорхойлохын тулд шууд потенциометр ба потенциометрийн титрлэлтийг хоёуланг нь ашигладаг боловч хоёр дахь аргыг эхнийхээс хамаагүй илүү ашигладаг.

Шууд потенциометр

Бодисын концентрацийг шууд потенциометрээр тодорхойлох.Энэ нь ихэвчлэн шалгалт тохируулгын муруйн аргаар эсвэл стандарт нэмэлтийн аргаар хийгддэг.

. Шалгалт тохируулгын муруй арга.Шинжлэх бодисын тодорхой агуулга бүхий 5-7 стандарт уусмалын цуврал бэлтгэнэ. Шинжилгээний бодисын концентраци ба лавлагаа уусмал дахь ионы хүч нь шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын концентраци ба ионы хүчээс тийм ч их ялгаатай байх ёсгүй: эдгээр нөхцөлд тодорхойлох алдаа багасдаг. Бүх уусмалын ионы хүчийг үл тоомсорлож буй электролит оруулах замаар тогтмол байлгадаг. Лавлах уусмалыг цахилгаан химийн (потенциометрийн) үүрэнд дараалан оруулна. Ерөнхийдөө энэ эс нь заагч электрод болон лавлагаа электрод байрлуулсан шилэн аяга юм.

Лавлагаа уусмал бүрээр эсийг дүүргэхийн өмнө электрод болон шилийг нэрмэл усаар сайтар зайлж, жишиг уусмалын EMF-ийг хэмжинэ. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн координатуудад тохируулгын графикийг байгуулна Хаана -тай- концентрацийг тодорхойлсон -

жишиг уусмал дахь бодис. Ихэвчлэн ийм график нь шулуун шугам юм.

Дараа нь анализ хийсэн уусмалыг цахилгаан химийн үүрэнд (эсийг нэрмэл усаар угаасны дараа) нэвтрүүлж, эсийн EMF хэмжинэ. Шалгалт тохируулгын хүснэгтийн дагуу ол , Шинжилсэн уусмал дахь аналитийн концентраци хаана байна.

. Стандарт нэмэлт арга.Шинжилсэн уусмалын тодорхой хэмжээний V(X) концентрацийг цахилгаан химийн үүрэнд оруулж, эсийн EMF хэмжинэ. Дараа нь яг хэмжсэн ижил уусмалд нэмнэ жижигхүртэл мэдэгдэж байгаа стандарт уусмалын эзэлхүүн

аналитийн хангалттай өндөр концентраци ба эсийн EMF-ийг дахин тодорхойлно.

Шинжилсэн уусмал дахь анализийн концентрацийг (17) томъёоны дагуу тооцоолно:

(17)

Хаана - хэмжсэн EMF хоёр утгын зөрүү; - электродын урвалд оролцож буй электронуудын тоо.

Шууд потенциометрийн хэрэглээ.Энэ аргыг устөрөгчийн ион (рН уусмал), анион, металл ион (ионометр) -ийн концентрацийг тодорхойлоход ашигладаг.

Шууд потенциометрийг ашиглах үед тохирох индикатор электродыг сонгох, тэнцвэрийн потенциалыг үнэн зөв хэмжих нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Уусмалын рН-ийг тодорхойлохдоо электродуудыг индикатор электрод болгон ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн потенциал нь устөрөгчийн ионуудын концентрацаас хамаардаг: шил, устөрөгч, квинхидрон болон бусад. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг мембран шилэн электрод нь устөрөгчийн ионуудын хувьд урвуу байдаг. Ийм шилэн электродын потенциалыг устөрөгчийн ионы концентрациар тодорхойлдог тул хэлхээний EMF, түүний дотор шилэн электродыг индикатор болгон тасалгааны температурт тэгшитгэлээр тодорхойлно.

тогтмол хаана байна Кмембраны материал, лавлагаа электродын шинж чанараас хамаарна.

Шилэн электрод нь рН-ийг 0-10 (ихэвчлэн 2-10 рН-ийн мужид) рН-ийг тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд өндөр урвуу, тогтвортой ажиллагаатай байдаг.

хингидроны электрод,Өмнө нь ихэвчлэн ашиглагддаг редокс электрод бөгөөд боломж нь устөрөгчийн ионуудын концентрацаас хамаардаг. Энэ нь хинхидроноор ханасан хүчиллэг уусмалд (ихэвчлэн HC1) дүрсэн цагаан алтны утас бөгөөд найрлага дахь гидрохинонтой хинон (хар ногоон нунтаг, усанд бага зэрэг уусдаг) эквимолекуляр нэгдэл юм. Хингидроны электродын бүдүүвч тэмдэглэгээ:

Хиндроны электрод дээр исэлдэлтийн урвал явагдана.

Өрөөний температурт хингидроны электродын потенциалыг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Quinhydrone электрод нь 0-8.5 рН-ийн хүрээнд уусмалын рН-ийг хэмжих боломжийг олгодог. рН дээр< 0 хингидрон гидролитически расщепляется; при рН >Сул хүчил болох 8,5 гидрокинон нь саармагжуулах урвалд ордог.

Хүчтэй исэлдүүлэгч ба бууруулагч бодис байгаа тохиолдолд хингидроны электродыг ашиглах ёсгүй.

Мембран ион сонгомол электродууд нь янз бүрийн катионуудыг тодорхойлох индикатор болгон ионометрид ашиглагддаг.

гэх мэт) болон анионууд ,

гэх мэт).

Шууд потенциометрийн давуу талууд нь хэмжилтийн энгийн байдал, хурдыг агуулдаг. Хэмжилт хийхэд бага хэмжээний уусмал шаардагдана.

Потенциометрийн титрлэлт

Потенциометрийн титрлэлт нь индикатор электрод ба жишиг электродоос бүрдсэн гальваник хэлхээг ашиглан EMF-ийг (титрлэх явцад) хэмжих замаар шинжилж буй уусмал дахь шинжлэгдэх бодисыг титрлэхэд зарцуулсан титрийн эзэлхүүнийг тодорхойлох арга юм. Потенциометрийн титрлэлтийн үед электрохимийн үүрэнд байрлах анализ хийсэн уусмалыг тохирох титрантаар титрлэж, титрлэлтийн төгсгөлийг хэмжсэн хэлхээний EMF-ийн огцом өөрчлөлтөөр тогтооно - заагч электродын потенциал нь харгалзах ионуудын концентраци ба эквивалент цэг дээр огцом өөрчлөгддөг.

Титрлэх явцад заагч электродын потенциалын өөрчлөлтийг нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарч хэмждэг. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн потенциометрийн титрлэлтийн муруйг барьж, түлшний элемент дэх хэрэглэсэн титрлэлтийн хэмжээг энэ муруйгаас тодорхойлно.

Потенциометрийн титрлэхэд түлшний эсийн ойролцоо өнгө өөрчлөгддөг үзүүлэлтүүдийг ашиглах шаардлагагүй.

Электродын хос (лавлагаа электрод ба индикатор электрод) нь индикатор электродын потенциал нь титрлэлтийн явцад үүсэх урвалд орсон эсвэл үүссэн ионуудын концентрацаас хамаарна. Титрлэлтийн үед жишиг электродын потенциал тогтмол байх ёстой. Хоёр электродыг шууд электрохимийн үүрэнд суурилуулсан эсвэл дамжуулагч уусмал бүхий тусдаа саванд байрлуулна (заагч электрод - дүн шинжилгээ хийсэн уусмалд), тэдгээр нь ялгаагүй электролитээр дүүргэсэн электролитийн гүүрээр холбогддог.

Титрантыг боломжит зөрүүг хэмжих бүрт тэнцүү хэсгүүдэд нэмнэ. Титрлэлтийн төгсгөлд (түлшний эсийн ойролцоо) титрлэгчийг дусал дуслаар нэмж, нэмсэний дараа боломжит зөрүүг хэмждэг. өөр хэсэгтитрант.

Электродуудын хоорондох потенциалын зөрүүг өндөр эсэргүүцэлтэй потенциометр ашиглан хэмждэг.

Потенциометрийн титрлэлтийн муруй

Потенциометрийн титрлэлтийн муруй нь нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарч цахилгаан химийн элементийн EMF-ийн өөрчлөлтийн график дүрслэл юм.

Потенциометрийн титрлэлтийн муруйг янз бүрийн координатаар бүтээдэг.

Координат дахь титрлэлтийн муруй , заримдаа ийм муруйг интеграл титрлэлтийн муруй гэж нэрлэдэг;

Дифференциал титрлэлтийн муруй - координатаар

Гранын титрлэлтийн муруй - координатаар

потенциометрийн эсийн EMF хаана байна, - хэмжээ нэмэгдсэн -

th титрант нь титрант нэмэхэд харгалзах потенциалын өөрчлөлт юм.

Зураг дээр. 3-8-д янз бүрийн төрлийн потенциометрийн титрлэлтийн муруйг бүдүүвчээр харуулав.

Барьсан титрлэлтийн муруйнуудын дагуу титрлэгчийн эзэлхүүнийг тодорхойлно

Зурагт үзүүлсэн шиг FC-д. 3-8. Титрантын хэмжээ FC-д нэмсэн бол тодорхойлох боломжтой

Зөвхөн графикаар төдийгүй (18) томъёоны дагуу тооцоолно:

Энд TE-ийн өмнөх хамгийн сүүлийн хэмжилттэй тохирох нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүн, TE-ийн дараах эхний хэмжилтэнд тохирох нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүн;

Цагаан будаа. 3-8.Потенциометрийн титрлэлтийн муруйн төрлүүд (E - хэмжсэн EMF, - нэмсэн титрлэгчийн хэмжээ, - титрлэгчийн эзэлхүүн, at-

эквивалент цэг дээр нэмсэн): a - координат дахь титрлэлтийн муруй ; b, c - дифференциал титрлэлтийн муруй; d - Гран аргын дагуу титрлэлтийн муруй

Хүснэгт 3-9-д жишээ болгон (фармакопея) потенциометрийн титрлэлтийн үед хийсэн тодорхойлолт, тооцооны үр дүнг харуулав.

Томъёогоор (18) утгыг тооцоол В(TE) Хүснэгтийн өгөгдлийг ашиглан. 3-9. Мэдээжийн хэрэг, хамгийн их утга = 1000. Тиймээс = 5.20 ба = 5.30; = 720, .= -450. Эндээс:

Хүснэгт 3-9.Потенциометрийн титрлэлтийн үр дүнг боловсруулах жишээ

Потенциометрийн титрлэлтийн хэрэглээ.Энэ арга нь бүх нийтийнх бөгөөд титрлэлтийн төгсгөлийг бүх төрлийн титрлэхэд ашиглаж болно: хүчил-суурь, исэлдэлт, комплекс хэмжилт, тунадасжилт, усан бус орчинд титрлэх. Шил, мөнгөн ус, ион сонгомол, цагаан алт, мөнгөн электродыг индикатор болгон, каломел, мөнгөн хлорид, шилэн электродыг лавлагаа электрод болгон ашигладаг.

Энэ арга нь өндөр нарийвчлалтай, өндөр мэдрэмжтэй байдаг; нь булингартай, өнгөт, усан бус орчинд титрлэх, нэг анализ хийсэн уусмал дахь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тусад нь тодорхойлох, жишээлбэл, аргентометрийн титрлэлтийн үед хлорид ба иодидын ионуудыг тусад нь тодорхойлох боломжийг олгодог.

Олон эмийн бодисыг потенциометрийн титрлэлтийн аргаар шинжилдэг, жишээлбэл, аскорбины хүчил, сульфа эм, барбитурат, алкалоид гэх мэт.

"Потенциометрийн шинжилгээ" сэдвээр лабораторийн хичээлд бие даан бэлтгэх даалгавар.

Сэдвийг судлах зорилго

Потенциометрийн шинжилгээний онолын мэдлэг, практик ур чадварыг хөгжүүлэхэд үндэслэн бодисын тоон тодорхойлох шууд потенциометр ба потенциометрийн титрлэлтийн аргыг үндэслэлтэй сонгож, практикт хэрэглэж сурах; потенциометрийн шинжилгээний үр дүнгийн статистик үнэлгээ хийх чадвартай байх.

Зорилтот

1. Уусмал дахь фторын ионы агууламжийг фторын сонгомол электрод ашиглан шууд потенциометрийн аргаар тодорхойлж сурах.

2. Потенциометрийн титрлэлтийн аргаар эмэнд агуулагдах новокаины массын хэмжээг тодорхойлж сурах.

Хоёр лабораторийн хичээл нь сэдвийг судлахад зориулагдсан болно. Нэг хичээлээр оюутнууд эхний хичээлийг дуусгадаг лабораторийн ажилпотенциометрийн шинжилгээний үндсэн хэсгүүдэд ердийн тооцооллын асуудлыг шийдвэрлэх; өөр хичээл дээр оюутнууд хоёр дахь лабораторийн ажлыг гүйцэтгэдэг. Хичээлийн дараалал нь тийм ч чухал биш юм.

Ном зүй

1. Сурах бичиг. - 2-р дэвтэр, 10-р бүлэг. - S. 447-457; 493-507; 510-511.

2.Харитонов Ю.Я. Григорьева В.Ю.Аналитик хими дэх жишээ, даалгавар.- М.: GEOTAR-Media, 2007. - P. 214-225; 245-259; 264-271.

3. "Потенциометрийн шинжилгээ" сэдвээр лекц уншина.

4.Ефременко О.А.Потенциометрийн шинжилгээ - М.: ММА им. ТЭД. Сеченов, 1998 он.

Ажлын хувьд мэдэх хэрэгтэй

1. Потенциометрийн шинжилгээний аргуудын зарчим. Ненерсийн тэгшитгэл.

2. Потенциометрийн шинжилгээний аргуудын төрөл зүйл.

3. Шууд потенциометрийн тохиргооны диаграмм.

4. Шууд потенциометрт ашигладаг заагч электродууд ба лавлах электродууд.

5. Шалгалт тохируулгын график ашиглан шууд потенциометрийн аргаар бодисын концентрацийг тодорхойлох мөн чанар.

6. Фторын сонгомол электрод ашиглан шууд потенциометрийн аргаар уусмал дахь фторын ионы агуулгыг тодорхойлох мөн чанар.

Ажиллах чадвартай байх ёстой

1. Бодисын стандарт уусмал бэлтгэх дээжийн массыг тооцоол.

2. Стандарт уусмалыг шингэлэх аргаар бэлтгэнэ.

3. Шалгалт тохируулгын графикийг байгуулж, тэдгээрийг бодисын тоон тодорхойлоход ашиглах.

Өөрийгөө шалгах асуултууд

1. Шууд потенциометрийн аргад ямар зарчим оршино?

3. Шууд потенциометрээр бодисыг тодорхойлоход ямар цахилгаан химийн үзүүлэлтийг хэмжих вэ?

4. Бодисыг шууд потенциометрээр тодорхойлох угсралтын схемийг өг.

5. Ямар электродыг индикатор гэж нэрлэдэг вэ? Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг индикатор ион сонгомол электродыг нэрлэнэ үү.

6. Ямар электродыг жишиг электрод гэж нэрлэдэг вэ? Аль жишиг электродыг олон улсын стандарт гэж хүлээн зөвшөөрдөг вэ? Үүнийг хэрхэн зохион байгуулдаг вэ? Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг лавлах электродыг нэрлэ. Тэдгээрийг хэрхэн зохион байгуулдаг вэ:

a) ханасан каломель электрод;

б) ханасан мөнгөн хлоридын электрод?

7. Калибровкийн муруй аргаар бодисыг потенциометрээр тодорхойлохын мөн чанар юу вэ?

8. Шууд потенциометрийн аргаар бодисыг тодорхойлоход тодорхойлогдсон концентрацийн муж, хувийн (харьцангуй) алдааг нэрлэнэ үү.

9. Фторын ионыг шууд потенциометрийн аргаар тодорхойлох үндсэн зарчим юу вэ? Шинжилгээний үндсэн үе шатуудыг жагсаана уу.

"Фторын сонгомол электрод ашиглан уусмал дахь фторын ионы агууламжийг тодорхойлох" лабораторийн ажил

Ажлын зорилго

Шалгалт тохируулгын муруй ашиглан бодисыг тоон тодорхойлохдоо ион сонгомол электрод ашиглан шууд потенциометрийн аргыг хэрэглэж сурна.

Зорилтот

1. Натрийн фторын стандарт уусмал бэлтгэх, концентраци нь заасантай яг тэнцүү байна.

2. Шинжилгээнд хамрагдсан уусмалтай найрлага, ионы бат бэхийн хувьд ижил төстэй натрийн фторын стандарт уусмалын цувралыг шингэлэх замаар бэлтгэх.

3. Индикатор фторын сонгомол электрод ба мөнгөн хлоридын лавлагаа электродоос бүрдсэн гальваник элементийн цахилгаан хөдөлгөх хүчийг (EMF) фторын ионы концентрациас хамааруулан хэмжих.

4. Координатуудад тохируулгын график байгуулах: "EMF - фторын ионы концентрацийн үзүүлэлт".

5. Шинжилсэн уусмал дахь фторын ионы агууламжийг шалгалт тохируулгын график ашиглан тодорхойлох.

материаллаг дэмжлэг

Урвалж бодис

1. Химийн цэвэр фтор натрийн

2. Ацетат буферийн уусмал, рН ~6.

3. Нэрмэл ус. Шилэн эдлэл

1. 100 мл-ийн эзэлхүүний колбонд - 1 ширхэг.

2. 50 мл-ийн эзэлхүүний колбонд - 6 ширхэг.

3. 5 мл хэмжих пипетк - 1 ширхэг.

4. 200-250 мл-ийн химийн шил - 1 ширхэг.

5. 50 мл-ийн химийн шил - 2 ширхэг.

6. Бакс - 1 ширхэг.

7. Юүлүүр - 1 ширхэг.

8. Шилэн саваа - 1 ширхэг.

9. 250 эсвэл 500 мл-ийн савыг угаана - 1 ширхэг.

Төхөөрөмжүүд

2. Индикатор электрод, фтор-сонгогч. Ажиллахын өмнө фторын электродыг 0.01 моль/л натрийн фторын уусмалд 1-2 цагийн турш байлгана.

3. Лавлагаа электрод, туслах лабораторийн мөнгөн хлорид EVL-IMZ эсвэл үүнтэй төстэй. Ашиглалтын өмнө мөнгөний хлоридын электродыг хажуугийн нүхээр баяжуулсан, гэхдээ ханаагүй, ойролцоогоор 3 моль / л калийн хлоридын уусмалаар дүүргэнэ. Калийн хлоридын ханасан уусмалыг хэрэглэх үед давсны талсжилтыг хэмжсэн уусмалтай электродын контактын бүсийн ойролцоо шууд хийх боломжтой бөгөөд энэ нь гүйдэл дамжуулахаас сэргийлж, хэмжих хэрэгслийн дахин давтагдах боломжгүй уншилтад хүргэдэг. Электродыг 3 моль/л калийн хлоридын уусмалаар дүүргэсний дараа хажуугийн нүхийг резин таглаагаар хааж, электродыг ижил концентрацитай калийн хлоридын уусмалд дүрж, энэ уусмалд ~48 цаг байлгана. ажиллах үед залгуурыг электродын хажуугийн нүхнээс салгах хэрэгтэй. Калийн хлоридын уусмалын гадагшлах хурд нь электродын электролитийн түлхүүрээр 20±5 ° C температурт өдөрт 0.3-3.5 мл байна.

4. Хоёр электродыг бэхлэх тавиур.

5. Соронзон хутгагч.

Бусад материал

1. Шүүлтүүрийн цаасны тууз 3 5 см.

2. График цаас 912 см.

3. Захирагч.

Ажлын мөн чанар

Фторын ионыг шууд потенциометрээр тодорхойлох нь гальваник элементийн цахилгаан хөдөлгөх хүчийг хэмжихэд суурилдаг бөгөөд индикатор электрод нь фторын сонгомол электрод, лавлагаа электрод нь мөнгөн хлорид эсвэл каломель байдаг ба энэ нь түүний концентрациас хамаарна. уусмал дахь фторын ионууд.

Фторын электродын мэдрэмтгий хэсэг (Зураг 3-9) нь европиум (II) -ээр идэвхжсэн лантан (III) фторын нэг талст мембран юм.

Цагаан будаа. 3-9.Фторын сонгомол электродын төхөөрөмжийн схем: 1 - нэг талст мембран 2 - дотоод хагас элемент (ихэвчлэн мөнгөн хлорид-

ny); 3 - тогтмол ионы идэвхжилтэй дотоод уусмал (0.01 моль/л имол/л); 4 - электродын бие; 5 - электродыг хэмжих төхөөрөмжид холбох утас

Анион сонгомол электродын Нернст тэгшитгэлийн дагуу фторын электродын тэнцвэрийн потенциал нь уусмал дахь фторын ионы идэвхжилээс (концентраци) хамаарна.

(19) эсвэл 25°C:

(20)

фторын электродын стандарт потенциал хаана байна, V; -

уусмал дахь фторын ионы молийн концентраци, идэвхижилийн коэффициент, тус тус.

(20) тэгшитгэлийн баруун талд байгаа эхний гишүүн нь тогтмол утга юм. Ойролцоогоор ижил ионы хүч чадалтай уусмалуудын хувьд фторын ионы үйл ажиллагааны коэффициент, улмаар (20) тэгшитгэлийн баруун талд байгаа хоёр дахь гишүүн нь мөн тогтмол утга юм. Дараа нь Нерстийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Э= const - 0.0591gc (F -) = const + 0.059pF, (21)

Энд pF \u003d -1gc (F -) нь уусмал дахь фторын ионы концентрацийн үзүүлэлт юм.

Тиймээс, цагт тогтмол ионы хүчуусмалын хувьд фторын электродын тэнцвэрийн потенциал нь фторын ионы концентрацаас шугаман хамааралтай байдаг. Ийм хамаарал байгаа нь фторын ионы концентрацийг координат дээр зурсан тохируулгын график ашиглан тодорхойлох боломжийг олгодог. Шинжилсэн уусмалтай найрлага, ионы бат бэхийн хувьд ижил төстэй натрийн фторын стандарт уусмалын цувралын хувьд.

Фторын электродыг рН-ийн хувьд 5-9-ийн хязгаарт ашигладаг< 5 наблюдается неполная ионизация или образование ба рН > 9 үед - электродын материалын гидроксидионтой харилцан үйлчлэл:

Тогтмол рН-ийн утгыг хадгалах, стандарт болон дүн шинжилгээ хийсэн уусмалд тогтмол ионы хүчийг бий болгохын тулд буфер уусмалыг (жишээлбэл, ацетат эсвэл цитрат) ихэвчлэн ашигладаг. Давсны нийлмэл найрлагатай уусмалыг шинжлэхдээ буфер уусмал нь гадны катионуудыг тогтвортой ацетат, цитрат эсвэл бусад нарийн төвөгтэй нэгдлүүдтэй холбож, хөндлөнгийн нөлөөг арилгахад тусалдаг. Үүнтэй ижил зорилгоор нэмэлт цогцолборын урвалжуудыг (жишээлбэл, EDTA) буферийн уусмалд оруулна.

Фторын электрод ашиглан тодорхойлох сонгомол чанар маш өндөр; зөвхөн гидроксидын ионууд болон буферийн уусмалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс илүү фторын ионтой илүү тогтвортой цогц нэгдлүүдийг үүсгэдэг цөөн тооны катионуудад саад болдог.

Фторын ионы тогтоосон концентрацийн хүрээ маш өргөн: 10 -6-аас 1 моль/л хүртэл; энэ тохиолдолд тодорхойлох алдааны хувь ±2% байна.

Фторын сонгомол электродыг янз бүрийн объектын шинжилгээнд өргөн ашигладаг. ус уух, эм, биологийн материал, бохирдлын хяналт орчингэх мэт.

Энэ ажилд гадны ион агуулаагүй натрийн фторын уусмалыг шинжилдэг тул буферийн уусмалыг орхигдуулж болно. Энэ тохиолдолд тохируулгын муруй шугаман хамаарлаас бага зэрэг хазайхыг хүлээх хэрэгтэй, учир нь стандарт уусмалуудад фторын ионы концентраци ихсэх тусам ионы хүч нэмэгдэж, фторын ионы үйл ажиллагааны коэффициент тогтмол хэвээр үлддэг. .

Ажлын захиалга

1. (Хавсралт 1-ийг үзнэ үү).

2. Зорилго, үйл ажиллагааны зарчим, "EV-74 бүх нийтийн ион тоолуурын ашиглалтын заавар" (эсвэл ижил төстэй төхөөрөмж) -тэй танилцах (Хавсралт 2, 3-ыг үзнэ үү).

АНХААР!Энэ ажилд EV-74 төрлийн иономер ашиглахаар төлөвлөж байна. Өөр төрлийн төхөөрөмжийг ашиглахдаа тэдгээрийн нэмэлт тайлбарыг өгөх шаардлагатай.

3.1. Галваник элементийг индикатор фторын сонгомол электрод ба мөнгөн хлоридын лавлагаа электродоос угсардаг.

АНХААР!Ион сонгомол электродуудтай ажиллахдаа электродын ажлын гадаргууг гэмтээхгүй байхыг анхаарах хэрэгтэй - мембран нь гөлгөр, зураас, хуримтлалгүй байх ёстой.

Суулгахын өмнө фторын электродыг эмнэлгийн термометр шиг хүчтэй сэгсэрч, мембраныг доош нь босоо байрлалд барина. Энэ нь мембраны гадаргуу болон электродын дотоод уусмал (3-9-р зургийг үз) хооронд үүсч, тоолуурын заалтыг тогтворгүй болгоход хүргэдэг гаднаас үл үзэгдэх агаарын бөмбөлгийг арилгахын тулд хийгддэг.

Фторын электрод нь жишиг электродын хажууд байрлах сууринд бэхлэгдсэн байна.

АНХААР! Tripod дахь электродыг бэхлэх зориулалттай эзэмшигч нь ихэвчлэн зөв суурилуулсан байдаг; Тэдний байрлалыг өөрчлөхийг зөвлөдөггүй. Фторын электродыг бэхлэх эсвэл камер дахь уусмалыг өөрчлөхийн тулд эхлээд соронзон хутгуурыг эсийн доороос болгоомжтой авч хаях хэрэгтэй.

Бэхэлгээ хийхдээ фторын электродыг доороос нь tripod-ийн хөлд оруулдаг бөгөөд ингэснээр түүний доод төгсгөл нь жишиг электродын доод төгсгөлтэй ижил түвшинд байна. Электрод нь төхөөрөмжийн арын самбар дээр байрлах "Өөрчлөлт" залгуураар дамжуулан ион тоолууртай холбогддог (Хавсралт 3, х. 1.1). Лавлах электрод нь Aux залгуураар ион тоолуурт холбогдсон байх ёстой.

Электродуудыг 200-250 мл-ийн багтаамжтай шилэн дээр угаагчийн нэрмэл усаар дахин дахин зайлж, дараа нь 50 мл-ийн багтаамжтай нэрмэл устай шилийг электродын доор байрлуулж, электродын төвд байрлуулна. соронзон хутгуурын ширээ. Зөв суурилуулсан электродууд нь хана, ёроолд хүрч болохгүй

шил, түүнчлэн дараа нь уусмалыг холиход ашигладаг соронзон саваа.

3.2. Ионы тоолуур нь төхөөрөмжийн зааварчилгааны дагуу багшийн хяналтан дор сүлжээнд холбогдсон (Хавсралт 3, 1.2-1.7-р зүйл). Багажийг 30 минутын турш халаана.

4. Стандарт 0.1000 моль/л натрийн фторын уусмал бэлтгэх. 100 мл 0.1000 моль/л уусмал бэлтгэхэд шаардагдах натрийн фторын дээжийн массыг 0.0001 г нарийвчлалтайгаар дараах томъёогоор тооцоолно.

хаана байна, - натрийн фторын стандарт уусмалын молийн концентраци (моль / л) ба эзэлхүүн (л) тус тус; - натрийн фторын молийн масс, г / моль.

Аналитик жин дээр ± 0.0002 г нарийвчлалтайгаар эхлээд цэвэр, хуурай жигнэх савыг жигнэж, дараа нь химийн цэвэр дээжийг энэ жингийн саванд жинлэнэ. натрийн фтор, түүний массыг нарийн тооцоолох ёстой.

Авсан дээжийг хуурай юүлүүрээр 100 мл багтаамжтай хэмжээст колбонд хийж, жингийн савны хананаас давсны тоосонцорыг угааж, ацетат буферийн уусмалаар (рН ~ 6) юүлүүрээр угаана. Жинлүүрийн лонхны уусмалыг шилэн саваа дагуу колбонд хийнэ, жигнэх савны ирмэг дээр наасан байна. Давсыг бүрэн уусгаж, дараа нь уусмалын эзэлхүүнийг буферийн уусмалаар колбоны тэмдэг хүртэл тохируулна. Колбоны агуулгыг хутгана.

5. Тогтмол ионы хүч чадалтай фтор натрийн цуврал стандарт уусмал бэлтгэх.Фторын ионы 10 -2, 10 -3, 10 -4, 10 -5 ба 10 -6 моль/л-ийн агууламжтай цуврал стандарт уусмалыг стандарт 0.1000-аас 50 мл-ийн багтаамжтай хэмжээст колбонд бэлтгэдэг. моль / л натрийн фторын уусмалыг буфер уусмалаар цувуулан шингэлэх замаар.

Тиймээс 10-2 моль/л уусмал бэлтгэхийн тулд 5 мл 0.1000 моль/л натрийн фторын уусмалыг пипеткээр 50 мл хэмжээст колбонд хийж, пипеткийг бага хэмжээний 2-3 уусмалаар зайлж угаана. удаа, уусмалын эзэлхүүнийг буфер уусмалаар тэмдэглэгээнд хүргэж, колбоны агуулгыг холино. Үүнтэй адилаар 10 -2 моль/л уусмалаас 10 -3 моль/л уусмал бэлтгэнэ. 10 -6 моль/л хүртэл натрийн фторын уусмал.

6. Фторын ионы концентрациас хамааран гальван элементийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг хэмжих. 50 мл-ийн багтаамжтай шилэн саванд бэлтгэсэн стандарт уусмалыг дараалан хийнэ.

триум фторыг хамгийн их шингэрүүлсэнээс эхлэн хэмжсэн уусмалаар аяганд 2-3 удаа зайлж угаана. Фтор ба мөнгөн хлоридын электродын гадаргууг шүүлтүүрийн цаасаар сайтар хатааж, дараа нь хэмжсэн уусмалд электродуудыг дүрж, соронзон савааг буулгаж, эсийг соронзон хутгуурын ширээний төвд байрлуулна. Хэрэв багшийн заавар байгаа бол мөнгөн хлоридын электродын хажуугийн нүхийг нээж, резинэн залгуурыг нь салга. Соронзон хутгуурыг асаагаад элементийн EMF-ийг (фторын электродын эерэг потенциал) EV-74 ион хэмжигчийг ашиглан 14-р хавсралт 3-т заасны дагуу хэмжинэ. 2.1-2.5. Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд оруулсан болно. 3-10.

Хүснэгт 3-10.Фторын ионы концентрациас хамааран гальваник эсийн цахилгаан хөдөлгөх хүчийг хэмжих үр дүн

7. Шалгалт тохируулгын график байгуулах.Хүснэгтийн дагуу. 3-10, миллиметрийн цаасан дээр тохируулгын графикийг абсцисс дагуух фторын ионы концентраци болон ординатын дагуу милливольтоор элементийн EMF-ийг зурсан болно. (E,мВ). Хэрэв хамаарал (21) хангагдсан бол абсцисса тэнхлэгт налуу өнцгийн тангенс нь 59 ± 2 мВ (25 ° C) байх шулуун шугамыг олж авна. Графикийг лабораторийн журналд наасан.

8. Шинжилсэн уусмал дахь фторын ионы агууламжийг шалгалт тохируулгын муруй ашиглан тодорхойлох.Фторын ион агуулсан анализ хийсэн уусмалыг багшаас 50 мл хэмжээст колбонд хийнэ. Уусмалын эзэлхүүнийг ацетат буферийн уусмалаар тохируулсан. Колбоны агуулгыг хутгаж, үүссэн уусмалд фтор ба мөнгөн хлоридын электродуудаас бүрдэх элементийн EMF-ийг хэмжинэ.

Хэмжилтийн төгсгөлд мөнгөн хлоридын электродын нүхийг резинэн таглаагаар хааж, 3-р хавсралтын 2.6-д заасны дагуу төхөөрөмжийг унтраана.

Шалгалт тохируулгын муруй дагуу фторын ионы концентрацийн индикаторыг олж, шинжлэх уусмал дахь элементийн EMF-тэй тохирч, дараа нь молийн концентрацийг тодорхойлж, уусмал дахь фторын ионы агууламжийг томъёогоор тооцоолно.

Хаана - Шинжилсэн уусмал дахь фторын ионы титр, г/мл; - моляр-

шалгалт тохируулгын муруй ашиглан олдсон фторын ионы ионы концентраци, моль/л; - фторын ионы молийн масс, г/моль.

Титрийг тооцоолохдоо гурван чухал тоон нарийвчлалтайгаар гүйцэтгэнэ.

9. Шинжилсэн уусмал дахь фторын ионы агуулгыг шалгалт тохируулгын муруй тэгшитгэлийн дагуу тодорхойлох.Шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын pF утгыг тохируулгын графикийн тэгшитгэлээс олох боломжтой бөгөөд энэ нь шалгалт тохируулгын графикийг ашиглахаас илүү нарийвчлалтай юм шиг санагддаг. Энэ тэгшитгэл нь дараах байдлаар харагдаж байна.

Хаана туршилтын уусмал бүхий хэлхээнүүд ;гинж нь = 0 -

сегментийг y тэнхлэгийн дагуу шулуун шугамаар таслав ;- өнцгийн тангенс

х тэнхлэгт шулуун шугамын налуу:

Хаана n- стандарт шийдлүүдийн тоо. Тиймээс:

Хуваарийн дагуу тодорхойлж, тооцоолсон тоолох

томъёоны дагуу:

Дараа нь молийн концентрацийг тодорхойлж, дээрх томъёоны дагуу уусмал дахь фторын ионы агууламжийг тооцоолно.

Хяналтын асуултууд

1. Уусмал дахь фторын ионы концентрацийг (идэвхтэй байдлыг) шууд потенциометрийн аргаар тодорхойлоход ашигладаг гальван элементийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэрлэнэ үү.

2. Уусмал дахь фторын ионы концентрацийг (идэвхжилтийг) шууд потенциометрээр тодорхойлоход математикийн ямар хамаарал байдаг вэ?

3. Фторын сонгомол электродын дизайныг тайлбарла. Түүний боломж ямар хүчин зүйлээс хамаардаг вэ?

4. Шинжилсэн болон стандарт уусмал дахь фторын ионы концентрацийг шууд потенциометрээр тодорхойлохдоо яагаад ижил ионы хүчийг бий болгох шаардлагатай вэ?

5. Фторын сонгомол электрод ашиглан фторын ионыг тодорхойлоход ямар рН-ийн хязгаар оновчтой вэ?

6. Давсны нийлмэл найрлагатай уусмал дахь фторын ионыг тодорхойлохдоо рН-ийн оновчтой утга ба тогтмол ионы бат бэхийг хэрхэн хадгалах вэ?

7. Фторын сонгомол электрод ашиглан уусмал дахь фторын ионыг тодорхойлоход ямар ионууд саад болох вэ? Тэдний хөндлөнгийн нөлөөг хэрхэн арилгах вэ?

8. Шалгалт тохируулгын график ашиглан уусмал дахь фторын ионы концентрацийг потенциометрийн аргаар тодорхойлох үндсэн үе шатуудыг жагсаа.

9. Фторын ионы концентрацийг шууд потенциометрээр тодорхойлохдоо тохируулгын муруйг ямар координатаар байгуулах вэ?

10. Координатаар зурсан шалгалт тохируулгын графикийн өнцгийн коэффициент (налуу тангенс) хэдтэй тэнцүү байх ёстой вэ? , 25 ° C-д ижил ионы хүч чадалтай натрийн фторын стандарт уусмалын хувьд?

11. Уусмал дахь фторын ионы концентрацийг координатаар хийсэн шалгалт тохируулгын графикийн өгөгдлийг ашиглан хэрхэн тооцоолох вэ Шинжилсэн уусмал дахь элементийн EMF нь мэдэгдэж байгаа бол?

12. Натрийн хайлуур жоншны талст бодисоос заасантай яг тэнцүү, тухайлбал 0.1000 моль/л концентрацитай стандарт уусмалыг хэрхэн бэлтгэх вэ?

13. Илүү концентрацитай уусмалаас натрийн фторын стандарт уусмалыг хэрхэн бэлтгэх вэ?

14. Шалгалт тохируулгын муруй аргыг ашиглан фторын сонгомол электрод ашиглан фторын ионыг тодорхойлоход тодорхойлогдсон концентрацийн муж, хувийн алдааг нэрлэнэ үү.

15. Фторын сонгомол электродын хэрэглээний талбайг нэрлэнэ үү.

Хичээл 2. Потенциометрийн титрлэлт

Ажлын хувьд мэдэх хэрэгтэй

1. Потенциометрийн шинжилгээний аргуудын зарчим. Ненерсийн тэгшитгэл. Потенциометрийн шинжилгээний аргуудын төрөл зүйл.

2. Потенциометрийн титрлэлтийн суурилуулалтын схем.

3. Титрлэлтийн урвалын төрлөөс хамааран потенциометрийн титрлэхэд ашигладаг индикатор электродууд; лавлагаа электродууд.

4. Потенциометрийн титрлэлтийн эквивалентийн цэгийг заах арга.

5. Эквивалентийн цэгийг нүдээр харуулах титриметрийн шинжилгээнээс потенциометрийн титрлэлтийн давуу тал.

6. Потенциометрийн титрлэлтийн аргаар новокайныг тодорхойлох мөн чанар.

Ажиллах чадвартай байх ёстой

1. Туршилтын дээжийн жигнэсэн хэсгийг тодорхой масстай уусган шинжлэх уусмалыг бэлтгэнэ.

2. Титрлэлтийн үр дүнд үндэслэн шинжилж буй дээжин дэх бодисын массын хувийг тооцоолно.

3. Титрлэлтийн үед үүсэх урвалын тэгшитгэлийг бич.

Өөрийгөө шалгах асуултууд

1. Потенциометрийн титрлэлтийн аргын үндэс нь ямар зарчим вэ?

2. Уусмал дахь потенциал тодорхойлох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци (идэвхжил) -ээс электродын потенциалын хамаарлыг ямар тэгшитгэлээр илэрхийлэх вэ?

3. Потенциометрийн титрлэлтийн аргаар бодисыг тодорхойлоход ямар цахилгаан химийн үзүүлэлтийг хэмжих вэ?

4. "Заагч электрод", "лавлагаа электрод" гэсэн нэр томъёог тодорхойлно уу.

5. Эквивалент цэгийн ойролцоо титрлэгдсэн уусмал дахь гальван элементийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч (индикатор электродын потенциал) огцом өөрчлөгдсөн шалтгаан юу вэ?

6. Потенциометрийн титрлэлтийн өгөгдөлд үндэслэн эквивалентийн цэгийг тодорхойлох мэдэгдэж буй аргуудыг нэрлэнэ үү.

7. Потенциометрийн титрлэлтийн аргыг ямар төрлийн химийн урвалд ашиглаж болох вэ? Үүнд ямар электрод ашигладаг вэ?

8. Потенциометрийн титрлэлт нь эквивалент цэгийг нүдээр харуулах титриметрийн шинжилгээнээс ямар давуу талтай вэ?

9. Потенциометрийн титрлэлтийн аргаар бодисыг тодорхойлоход тодорхойлогдсон концентрацийн муж ба хувийн (харьцангуй) алдааг нэрлэнэ үү.

10. Анхдагч үнэрт амин бүлэг агуулсан бодисыг нитритометрийн титрээр тодорхойлоход ямар химийн урвал явагддаг вэ? Үүнд ямар нөхцөл бүрдсэн бэ? Хэрэглэсэн үзүүлэлтүүд үү?

11. Новокайныг потенциометрийн титрлэлтийн аргаар тодорхойлоход ямар зарчим оршино? Шинжилгээний үндсэн үе шатуудыг жагсаана уу.

Лабораторийн ажил "Бэлтгэл дэх новокаины массын хувийг тодорхойлох"

Ажлын зорилго

Бодисын тоон тодорхойлоход потенциометрийн титрлэлтийн аргыг хэрэглэж сурна.

Зорилтот

1. Натрийн нитритийн уусмалаар новокайныг ойролцоогоор потенциометрийн титрлэнэ.

2. Новокаины натрийн нитритийн уусмалаар потенциометрийн нарийвчлалтай титрлэх.

3. Потенциометрийн титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг олох.

4. Бэлдмэл дэх новокаины массын хэмжээг тооцоолох.

материаллаг дэмжлэг

Урвалж бодис

1. Натрийн нитрит, стандарт ~0.1 моль/л уусмал.

2. Новокайн, нунтаг.

3. Калийн бромид, нунтаг.

4. Төвлөрсөн давсны хүчил (= 1.17 г/мл).

5. Нэрмэл ус. Шилэн эдлэл

1. Эзлэхүүний колбо, 100 мл.

2. Эзлэхүүний колбо, 20 мл.

3. Бюретт 25 мл.

4. 20 мл-ийн төгсөлттэй цилиндр.

5. 100 мл-ийн хэмжээтэй цилиндр.

6. 150 мл титрлэлтийн шил.

7. Бакс.

8. Юүлүүр.

9. 250 эсвэл 500 мл-ийн савыг угаана.

Төхөөрөмжүүд

1. Бүх нийтийн ион тоолуур EV-74 эсвэл түүнтэй төстэй.

2. Платинум индикатор электрод ETPL-01 M эсвэл ижил төстэй.

3. Лавлагаа электрод, туслах лабораторийн мөнгөн хлорид EVL-1MZ эсвэл үүнтэй төстэй.

Мөнгөний хлоридын электродыг ажиллуулахад бэлтгэх - өмнөх лабораторийн ажлыг дээрхээс үзнэ үү.

4. Хоёр электрод ба бюретка бэхэлгээний тавиур.

5. Соронзон хутгагч.

6. Жинтэй аналитик тэнцвэр.

7. Технохимийн жин бүхий жин.

Бусад материалууд:Өмнөх ажлын "Материалын дэмжлэг" -ийг үзнэ үү.

Ажлын мөн чанар

Потенциометрийн титрлэлт нь титрлэлтийн үед индикаторын электродын потенциалын огцом өөрчлөлт (үсрэлт) -ээр эквивалентийн цэгийг зааж өгөхөд суурилдаг.

Анхдагч үнэрт амин бүлэг агуулсан новокайныг тодорхойлохын тулд нитритометрийн титрлэлтийн аргыг ашигладаг бөгөөд үүний дагуу новокаиныг калийн бромидын дэргэд давсны хүчлийн орчинд натрийн нитритийн стандарт 0.1 моль / л уусмалаар титрлэнэ (хурдасгадаг). урвал) 18-20 ° C-аас ихгүй температурт Ийм нөхцөлд титрлэх урвал нь тоон болон нэлээд хурдан явагддаг.

Диазотжуулалтын урвалын явцыг индикаторын цагаан алтны электродыг ашиглан ажиглаж, тохиромжтой жишиг электрод (мөнгөн хлорид эсвэл каломель) -ийн хамт титрлэгдсэн уусмалд дүрж, хэмжилт хийнэ. цахилгаан хөдөлгөгч хүч элементээс хамаарна

нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүний утга

Нернстийн тэгшитгэлийн дагуу индикаторын электродын потенциал нь титрлэлтийн урвалд оролцож буй бодисын концентраци (идэвхжил) -ээс хамаарна. Эквивалент цэгийн (TE) ойролцоо потенциал тодорхойлох бодисын концентраци эрс өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь заагч электродын потенциалын огцом өөрчлөлт (үсрэлт) дагалддаг. Элементийн EMF нь заагч электрод ба лавлах электродын потенциалын зөрүүгээр тодорхойлогддог. Лавлах электродын потенциалыг тогтмол байлгадаг тул индикаторын электродын потенциалын үсрэлт нь эсийн EMF-ийн огцом өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь TE-ийн амжилтыг илтгэнэ. TE-ийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлохын тулд титрлэгчийг титрлэлтийн төгсгөлд дуслаар нэмнэ.

График аргыг ихэвчлэн TE олоход ашигладаг бөгөөд энэ тохиолдолд титрлэлтийн муруйг координатаар зурсан тул ашиглахыг зөвлөдөггүй. , TE-тэй харьцуулахад тэгш бус байна; хангалттай өндөр нарийвчлалтай FC-г бий болгох нь нэлээд хэцүү байдаг.

Потенциометрийн титрлэлтийн аргаар эм дэх новокайныг тодорхойлоход гарсан алдааны хувь 0.5% -иас хэтрэхгүй байна.

Новокаиныг тодорхойлохтой адил потенциометрийн титрлэлтийн аргыг бусад олон органик нэгдлүүд болон анхдагч үнэрт амин бүлэг агуулсан эмийг тодорхойлоход ашиглаж болно, жишээлбэл, сульфацил, норсульфазол, р-аминобензойн хүчлийн дериватив гэх мэт.

Анхаарна уу.Диазотизацийн урвал аажмаар явагддаг. Түүний хурдад янз бүрийн хүчин зүйл нөлөөлдөг. Хүчиллэг ихсэх нь урвалын хурд буурахад хүргэдэг тул титрлэхдээ их хэмжээний илүүдэлээс зайлсхийхийг хичээдэг. давсны хүчил. Урвалыг хурдасгахын тулд калийн бромидыг урвалын хольцонд нэмнэ. Температур нь хэвийн нөлөө үзүүлдэг

урвалын хурдны талаар: температурыг 10 ° C-аар нэмэгдүүлэх нь хурдыг ойролцоогоор 2 дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч титрлэлт нь дүрмээр бол 18-20 ° C-аас ихгүй температурт, ихэнх тохиолдолд урвалын хольцыг 0-10 ° C хүртэл хөргөх үед түүнээс бага температурт явагддаг, учир нь диазо нэгдлүүд нь нэгдлүүд хэлбэрээр үүсдэг. урвалын үр дүн тогтворгүй бөгөөд өндөр температурт задардаг.

Диазотжуулалтын урвалыг ашиглан титрлэлтийг аажмаар хийдэг: эхлээд 1-2 мл / мин хурдтай, титрлэлтийн төгсгөлд - 0.05 мл / мин.

Ажлын захиалга

АНХААР!Энэхүү ажил нь EV-74 бүх нийтийн ион тоолуурыг ашиглах боломжийг олгодог. Өөр төрлийн төхөөрөмжийг ашиглахдаа тэдгээрийн тайлбарыг лабораторийн зааварт нэмж оруулах шаардлагатай.

1. "Цахилгаан хэрэгсэлтэй ажиллах аюулгүй ажиллагааны заавар"-тай танилцах.(Хавсралт 1-ийг үзнэ үү).

2. Зорилго, ажиллах зарчим, "ЭВ-74 бүх нийтийн ион тоолуурын ашиглалтын заавар"-тай танилцах.(Хавсралт 2, 3-ыг үзнэ үү) эсвэл ижил төстэй төхөөрөмж.

3. Ионометрийг хэмжихэд бэлтгэх.

3.1. Гальваник эсийг индикаторын цагаан алт электрод ба мөнгөн хлоридын лавлах электродоос угсардаг.

Платинум электрод нь лавлагааны электродын хажууд бэхлэгдсэн байна.

АНХААР!Электрод, бюреттийг тавиур дээр байрлуулах зориулалттай эзэмшигч нь ихэвчлэн зөв суурилуулсан байдаг. Тэдний байрлалыг өөрчлөхийг зөвлөдөггүй. Платинум электродыг засах эсвэл үүрэн дэх уусмалыг өөрчлөхийн тулд эхлээд соронзон хутгуурыг эсийн доороос болгоомжтой авч хаях хэрэгтэй.

Бэхжүүлэхийн тулд цагаан алт электродыг доороос нь tripod-ийн хөлд оруулдаг бөгөөд ингэснээр түүний доод төгсгөл нь жишиг электродын доод үзүүрээс арай өндөр (ойролцоогоор 0.5 см) байна. Заагч электрод нь төхөөрөмжийн арын самбар дээр байрлах "Өөрчлөлт" залгуураар дамжуулан ион тоолууртай холбогддог (Хавсралт 3, 1.1-ийг үзнэ үү). Лавлах электрод нь Aux залгуураар ион тоолуурт холбогдсон байх ёстой.

Электродуудыг угаалгын савнаас нэрмэл усаар 200-250 мл-ийн шилэн аяганд дахин дахин угааж, дараа нь 150 мл-ийн нэрмэл устай стаканыг электродуудын доор авчирч, соронзон хутгуурын ширээний төвд байрлуулна. Зөв суурилуулсан электродууд нь шилний хана, ёроолд хүрч болохгүй, түүнчлэн дараа нь уусмалыг хутгахад ашигладаг соронзон саваа.

3.2. Иономер нь сүлжээнд багтсан болно багшийн хяналтан дортөхөөрөмжийн ашиглалтын зааврыг баримтална (Хавсралт 3, 1.2-1.7-р зүйл). Багажийг 30 минутын турш халаана.

4. Новокаины шинжилгээнд хамрагдсан уусмал бэлтгэх.Новокаины ойролцоогоор 0.05 моль/л уусмалыг 2 моль/л давсны хүчлийн уусмалд бэлтгэнэ. Үүнийг хийхийн тулд ойролцоогоор 0.9 г эмийг (дээжийг ± 0.0002 г нарийвчлалтай аналитик жингийн саванд жинлэнэ) 100 мл хэмжээст колбонд, 20-30 мл нэрмэл ус, 16.6 мл хийнэ. төвлөрсөн давсны хүчлийн уусмал (= 1.17 г/мл) нэмнэ. Бэлдмэлийг бүрэн уусгах хүртэл хольцыг хутгаж, уусмалын хэмжээг нэрмэл усаар тохируулж, колбоны агуулгыг холино.

5. Чиглэлийг титрлэх. 150 мл-ийн багтаамжтай шилэнд 20 мл новокаины уусмалыг пипеткээр хийж, цилиндр ашиглан 60 мл нэрмэл ус, 2 г калийн бромид нэмнэ. Электродууд - индикаторын цагаан алт ба туслах мөнгөний хлорид нь титрлэх боломжтой уусмалд дүрж, соронзон бариулыг буулгаж, соронзон хутгуурын ширээний төвд үүрийг суурилуулна. Хэрэв багшийн заавар байгаа бол мөнгөн хлоридын электродын хажуугийн нүхийг нээж, резинэн залгуурыг нь салга. 25 мл бюреткад 0.1 моль/л натрийн нитритийн стандарт уусмалаар дүүргэж, бюретканы доод үзүүрийг ирмэгээс нь 1-2 см доош шилэн аяганд буулгаж байхаар гурван хөлөөр бэхлэнэ. Соронзон хутгагчийг асаана. Бүх титрлэлтийн явцад хутгах нь зогсдоггүй.

Төхөөрөмжийг эерэг потенциал (+ мВ) хэмжихийн тулд милливольтметрийн горимд оруулсан болно. Ойролцоогоор титрлэлтийн үед системийн EMF-ийг Хавсралт 3, х.х.-д заасны дагуу өргөн хүрээнд (-119) хэмжинэ. 2.1-2.5, титрант уусмалыг 1 мл-ийн хэсгүүдэд нэмж, төхөөрөмжийн уншилтын дараа системийн EMF-ийг хэмжих бүрт тогтмол утгыг авна.

EMF-ийн огцом өөрчлөлт (титрлэлтийн үсрэлт) ажиглагдаж, дараа нь өөр 5-7 мл титрантыг 1 мл-ээр нэмж, хэмжсэн утга бага зэрэг өөрчлөгдсөн гэдэгт итгэлтэй байна. Титрлэлтийн төгсгөлд соронзон хутгуурыг унтраа. Хэмжилтийн үр дүнг хүснэгтэд оруулсан болно. 3-11.

Ойролцоогоор титрлэлтийн үр дүнд үндэслэн титрлэгчийн эзэлхүүнийг тодорхойлж, нэмсний дараа титрлэлтийн үсрэлт ажиглагдана. Энэ эзэлхүүнийг титрлэлтийн төгсгөлийн цэгт (CTT) тохирох эзэлхүүнтэй ойролцоо гэж үзнэ.

Хүснэгтэнд. 3-11 жишээ, титрлэлтийн ойролцоо хэмжээ нь 11 мл байна.

Хүснэгт 3-11.Ойролцоогоор титрлэх (жишээ)

Ойролцоогоор титрлэлтийн үр дүнд үндэслэн титрлэлтийн муруйг координатаар байгуулна.Муруйн тэгш бус шинж чанарыг тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь CTT-ийг графикаар зохих нарийвчлалтайгаар тодорхойлоход хүндрэл учруулдаг.

6. Нарийвчилсан титрлэлт.Шинжилсэн новокаины уусмалын шинэ хэсэг, нэрмэл ус, калийн бромидыг ойролцоогоор титрлэхтэй ижил хэмжээгээр 150 мл-ийн цэвэр шилэн саванд хийнэ. Өмнө нь нэрмэл усаар угаасан электродууд нь уусмалд дүрж, соронзон бариулыг буулгаж, соронзон хутгуурыг асаана. Нарийвчилсан титрлэлтэй бол EMF хэмжилтийг Хавсралт 3, 2.5-д заасны дагуу нарийн хязгаарт (49) хийнэ.

Эхлээд титрлэх уусмалд титрлэгчийн эзэлхүүнийг 1 мл/мин хурдтайгаар нэмж, энэ нь ойролцоогоор титрлэхэд зарцуулсан хэмжээнээс 1 мл-ээр бага байх ёстой бөгөөд дараа нь элементийн EMF хэмжинэ. Үзүүлсэн жишээнд нэмсэн титрантны хэмжээ: 11 - 1 = 10 мл байна.

Дараа нь титрлэгчийг 2 дуслаар нэмж, багажийн уншилтын дараа EMF-ийг хэмжих бүрт тогтмол утгыг авна. EMF-ийн огцом өөрчлөлт (титрлэлтийн үсрэлт) ажиглагдаж, дараа нь титрлэлтийг 2 дуслаар үргэлжлүүлж, буурч, бага зэрэг өөрчлөгдсөн гэдэгт итгэлтэй байна.Титрлэлтийн төгсгөлд нэмсэн титрлэгчийн нийт эзэлхүүн байна. миллилитрийн зууны нарийвчлалтай тэмдэглэнэ.

Соронзон хутгагчийг унтраа. Титрлэлтийн үр дүнг хүснэгтэд оруулсан болно. 3-12.

Нарийвчлалтай титрлэлтийг дор хаяж гурван удаа хийдэг. Хэмжилтийн төгсгөлд 3-р хавсралтын 2.6-д заасны дагуу мөнгөн хлоридын электродын нүхийг резинэн таглаагаар хааж, төхөөрөмжийг унтраана.

7. Шинжилгээний үр дүнгийн тооцоо.Нарийн титрлэлтийн өгөгдөл дээр үндэслэн эхлээд нэг дуслын эзэлхүүнийг, дараа нь тохирох титрлэгчийн эзэлхүүнийг тооцоолно. томъёоны дагуу:

нэмсэний дараа дусал дуслаар үргэлжлүүлэн титрлэгчийн эзэлхүүн хаана байна, мл, титрлэлтийн төгсгөл дэх титрлэгчийн эзэлхүүн, мл; nтитрлэлтийн үсрэлт үүсэхээс өмнө нэмсэн титрант дусалын нийт тоо; титрлэлтийн үсрэлт үүсэхэд хүргэсэн титрлэгч уусмалын хэсгийг бүрдүүлдэг дуслын тоо.

Хүснэгт 3-12.Нарийвчилсан титрлэлт (жишээ)

Жишээ.Хүснэгтийн дагуу тооцоолно. 3-12.

Титрлэхэд ашигласан титрантны эзэлхүүнийг i-р титрлэх бүрт тодорхойлно.

Бэлдмэл дэх новокаины массын хэсэг (хувиар). тооцоолсон

томъёоны дагуу зуун хувийн нарийвчлалтай tyut:

Хаана -тай- титрлэгчийн молийн концентраци: натрийн нитритийн стандарт уусмал, моль/л; нь ашигласан титрантны эзэлхүүн юм i - ягтитрлэх, мл;

Новокаины уусмалын аликвотын хэмжээ, мл; - новокаины шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын нийт хэмжээ, мл; М- новокаины молийн масс, 272.78 г / моль; м- новокаин агуулсан эмийн дээжийн масс, г.

Бэлдмэл дэх новокаины массын фракцын олж авсан утгыг математик статистикийн аргаар боловсруулж, шинжилгээний үр дүнг 0.95 итгэлийн түвшний итгэлцлийн интервал хэлбэрээр харуулав.

Хяналтын асуултууд

1. Новокайныг потенциометрийн титрээр тодорхойлох зарчим юу вэ?

2. Новокайныг потенциометрийн титрээр тодорхойлоход ямар химийн урвал явагддаг вэ?

3. Новокаиныг натрийн нитритийн уусмалаар титрлэх үед диазотжуулах урвалын явцыг ямар электродоор хянах вэ?

4. Новокайныг натрийн нитритийн уусмалаар титрлэх үед эквивалент цэгийн бүсэд EMF-ийн үсрэлт (заагч электродын потенциалын үсрэлт) юу болсон бэ?

5. Диазотизацийн урвал (новокаины оролцоотой) ямар нөхцөлд тоон болон хангалттай хурдан явагддаг вэ?

6. Новокайныг натрийн нитритийн уусмалаар потенциометрийн титрлэх хурд хэд вэ?

7. "EMF - титрант эзэлхүүн" координатад баригдсан натрийн нитритийн уусмалаар новокаины титрлэлтийн муруй ямар хэлбэртэй вэ?

8. Новокаины потенциометрийн титрлэлтийн эквивалентийн цэгийг тодорхойлох график аргыг ашиглах нь зүйтэй юу?

10. Потенциометрийн титрлэлтээр эмэнд агуулагдах новокайныг тодорхойлоход хэдэн хувийн (харьцангуй) алдаа гарсан бэ?

11. Нитритометрийн титрлэлтээр новокайныг тодорхойлоход визуал аргаар харьцуулсан эквивалент цэгийг заах потенциометрийн аргын давуу тал нь юу вэ?

12. Новокайныг тодорхойлохтой адилтган потенциометрийн титрлэхэд ямар бодисыг тодорхойлох вэ?

Хавсралт 1

Цахилгаан хэрэгсэлтэй ажиллах аюулгүй ажиллагааны заавар

Газардуулгагүй төхөөрөмжтэй ажиллах;

Асаасан төхөөрөмжийг хараа хяналтгүй орхих;

Асаасан төхөөрөмжийг хөдөлгөх;

Төхөөрөмжийн нээлттэй гүйдэл дамжуулах хэсгүүдийн ойролцоо ажиллах;

Нойтон гараар төхөөрөмжийг асааж, унтраа.

2. Цахилгаан тасарсан тохиолдолд төхөөрөмжийг нэн даруй унтраа.

3. Утас, цахилгаан хэрэгсэлд гал гарсан тохиолдолд нэн даруй хүчдэлийг нь салгаж, хуурай гал унтраагч, асбест хөнжил, элс, гэхдээ усаар биш.

Хавсралт 2

EV-74 бүх нийтийн ион тоолуурын зорилго, ажиллах зарчим

1. Төхөөрөмжийн зорилго

Бүх нийтийн ион тоолуур EV-74 нь ион сонгомол электродын хамт дан болон давхар цэнэглэгдсэн ионуудын идэвхийг (идэвхтэй байдлын индекс - pX) тодорхойлоход зориулагдсан (жишээлбэл, , ба бусад), түүнчлэн усан электролитийн уусмал дахь харгалзах электродын системийн редокс потенциалыг (цахилгаан хөдөлгөгч хүч) хэмжихэд зориулагдсан.

Иономерыг өндөр эсэргүүцэлтэй милливольтметр болгон ашиглаж болно.

2. Төхөөрөмжийн ажиллах зарчим

Ионометрийн ажиллагаа нь электродын системийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг хэмжсэн утгатай пропорциональ шууд гүйдэл болгон хувиргахад суурилдаг. Хөрвүүлэлт нь өндөр эсэргүүцэлтэй автомат нөхөн олговрын төрлийн хөрвүүлэгч ашиглан хийгддэг.

Электродын системийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг нарийвчлалын эсэргүүцлийн эсрэг хүчдэлийн уналттай харьцуулна R,түүгээр өсгөгчийн гүйдэл урсдаг.Өсгөгчийн оролтод хүчдэл өгнө.

Хангалттай том олзтой бол хүчдэл нь цахилгаан хөдөлгөгч хүчнээс бага зэрэг ялгаатай бөгөөд үүнээс болж хэмжилтийн явцад электродоор урсах гүйдэл маш бага бөгөөд эсэргүүцэлээр урсах гүйдэл R,электродын системийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчтэй пропорциональ:

А микроамперметрээр гүйдлийг хэмжих замаар тодорхойлох боломжтой бөгөөд мөн туршилтын уусмалд.

Хавсралт 3

Электродын системийн исэлдэлтийн потенциалыг (EMF) хэмжихэд бүх нийтийн ион хэмжигч EV-74 ашиглах заавар.

Хэмжилтийг төхөөрөмжийн масштабаар милливольт болон pX нэгжээр хийж болно. EMF-ийг хэмжихдээ туршилтын уусмалын температурт залруулга оруулаагүй болно.

1. EV-74 ионометрийг хэмжилт хийхэд бэлтгэх.

1.1. Шаардлагатай электродуудыг сонгож, тэдгээрийг tripod дээр тогтооно. Заагч электрод нь "Өөрчлөх" залгуурт холбогдсон байна. шууд эсвэл адаптерийн залгуур ашиглан, мөн лавлагаа электродыг "Af". багажны ар талд. Электродуудыг угааж, нэрмэл устай шилэнд дүрнэ.

1.2. Багажны хайрцагны газардуулгатай эсэхийг шалгана уу.

1.3. Заагч төхөөрөмжийн механик тэгийг тохируулсан бөгөөд үүний тулд тэг залруулагчийг халиваар эргүүлснээр заагчийг хуваарийн тэг (эхний) тэмдэгт байрлуулна.

1.4. Ажлын төрлийг сонгохдоо доод "t °" товчийг, хэмжилтийн хүрээг сонгохдоо дээд "-119" товчийг дарна уу.

1.5. Төхөөрөмжийг утас ашиглан 220 В сүлжээнд холбоно уу.

1.6. "Сүлжээ" солих унтраалга ашиглан төхөөрөмжийг асаана уу. Цахилгаан асаалттай үед асаалттай заагч гэрэл асна.

1.7. Төхөөрөмж 30 минутын турш халаана.

2. Электродын системийн редокс потенциалын (EMF) хэмжилт.

2.1. Электродуудын гадаргуугаас илүүдэл нэрмэл усыг шүүлтүүрийн цаасаар зайлуулсны дараа туршилтын уусмал бүхий шилэн саванд электродуудыг дүрнэ.

2.2. Соронзон хутгагчийг асаана.

2.3. Товчийг дар болон сонгосон хэмжих мужид зориулсан товчлуур.

2.4. Анионыг орхи | катион; +|-” эерэг потенциалыг хэмжих бол сөрөг потенциалыг хэмжихэд дарна.

2.5. Хэмжих хэрэгслийн заалтыг 100-аар үржүүлж, хэмжих хэрэгслийн харгалзах хуваарийн дагуу милливольтоор хэмжигдэх боломжит утгыг уншихыг зөвшөөрнө.

Өргөн хүрээний "-119" хэмжигдэхүүн дээр хэмжихдээ уншилтыг -1-ээс 19 хүртэлх тоон үзүүлэлтээр доод масштабаар гүйцэтгэдэг;

"-14"-ийн нарийхан мужид хэмжихдээ уншилтыг дээд хуваарь дээр -1-ээс 4 хүртэл дижиталчилна;

"49", "914", "1419" нарийхан мужуудын аль нэгээр хэмжихдээ 0-ээс 5 хүртэлх тоон үзүүлэлтээр дээд хуваарь дээр уншилтыг хийж, багажийн заалтыг доод хязгаарын утга дээр нэмнэ. сонгосон хүрээ.

Жишээ.Хүрээний шилжүүлэгчийг "49" байрлалд тохируулсан бөгөөд багажны заагчийг 3.25 болгож тохируулсан. Энэ тохиолдолд хэмжсэн утга нь: (4 + 3.25) . 100=725 мВ.

2.6. Хэмжилтийн төгсгөлд "t °" ба "-119" товчлууруудыг дарж, "Сүлжээ" солих унтраалга ашиглан төхөөрөмжийг унтрааж, төхөөрөмж болон соронзон хутгуурыг сүлжээнээс салгана. Электродууд болон соронзон хутгуурын савааг нэрмэл усаар угааж, лаборантад хүлээлгэн өгнө.

Хичээл 3. Кулометрийн шинжилгээАргын зарчим

Кулометрийн шинжилгээ (кулометр)масс хоорондын хамаарлыг ашиглахад суурилдаг мцахилгаан химийн элементийн электролизийн явцад урвалд орсон бодис, зөвхөн энэ бодисыг электролиз хийх явцад цахилгаан химийн элементээр дамжин өнгөрөх Q цахилгааны хэмжээ. М.Фарадейгийн электролизийн нэгдсэн хуулийн дагуу масс м(грамаар) нь цахилгаан эрчим хүчний хэмжээтэй холбоотой Q(кулоноор) харьцаагаар:

(1)

Хаана М- электролизийн явцад урвалд орсон бодисын молийн масс, г / моль; n- электродын урвалд оролцсон электронуудын тоо; Ф\u003d 96 487 С / моль - Фарадей тоо.

Электролизийн үед цахилгаан химийн элементээр дамжсан цахилгааны хэмжээ (кулоноор) нь цахилгаан гүйдэл (амперээр) ба электролизийн хугацаа (секундээр) -ийн үржвэртэй тэнцүү байна.

(2)

Хэрэв цахилгааны хэмжээг хэмжсэн бол (1)-ийн дагуу массыг тооцоолох боломжтой м.Энэ нь электролизийн явцад цахилгаан химийн элементээр дамжсан цахилгааны нийт хэмжээг зөвхөн тухайн бодисын электролизэд зарцуулсан тохиолдолд үнэн юм; тал-

нэ процессуудыг хассан байх ёстой. Өөрөөр хэлбэл одоогийн гаралт (үр ашиг) 100% байх ёстой.

М.Фарадей (1)-ийн электролизийн нэгдсэн хуулийн дагуу электролизийн явцад урвалд орсон бодисын масс m (g)-ийг тодорхойлохын тулд цахилгааны хэмжээг хэмжих шаардлагатай байдаг. Q,аналитикийг цахилгаан химийн хувиргахад зарцуулсан; унжлагадЭнэ аргыг кулометр гэж нэрлэдэг. Кулометрийн хэмжилтийн гол ажил бол цахилгааны хэмжээг аль болох нарийвчлалтай тодорхойлох явдал юм. Q.

Кулометрийн шинжилгээг амперостатик (гальваностатик) горимд хийдэг, өөрөөр хэлбэл. шууд цахилгаан гүйдэлтэй би= const, эсвэл электролизийн үед цахилгаан гүйдэл өөрчлөгдөх (багарах) үед ажлын электродын хяналттай тогтмол потенциал (потенциостатик кулометр) үед.

Эхний тохиолдолд цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг тодорхойлох Qэлектролизийн хугацаа, шууд гүйдлийг аль болох нарийвчлалтай хэмжиж, утгыг тооцоолоход хангалттай Q(2) томъёоны дагуу. Хоёр дахь тохиолдолд үнэ цэнэ Qтооцоогоор эсвэл химийн аргаар тодорхойлно кулометр.

Шууд ба шууд бус кулометр (кулометрийн титрлэлт) байдаг.

Шууд кулометр

Аргын мөн чанар

Шууд гүйдэлтэй шууд кулометрийг бараг ашигладаггүй. Ихэнхдээ кулометрийг ажлын электродын хяналттай тогтмол потенциал эсвэл шууд потенциостатик кулометрээр ашигладаг.

Шууд потенциостатик кулометрийн үед шууд тодорхойлогдсон бодисыг электролизд оруулдаг. Энэ бодисын электролизэд зарцуулсан цахилгааны хэмжээг хэмжиж, (1) тэгшитгэлийн дагуу массыг тооцоолно. мтодорхойлж буй бодис.

Электролизийн үед ажлын электродын потенциал тогтмол хэвээр байна. Потенциостатыг юунд ихэвчлэн ашигладаг вэ?

Боломжит тогтмол утга Э"гүйдлийн" координатад баригдсан гүйдлийн хүчдэлийн (туйлшралын) муруйг харгалзан үзсэний үндсэн дээр урьдчилсан байдлаар сонгосон. би- электролиз хийх ижил нөхцөлд олж авсан потенциал E". Ихэвчлэн сонгодог

боломжит үнэ цэнэ Э,шинжлэгдэх бодисын хязгаарлах гүйдлийн мужид тохирох ба түүний хагас долгионы потенциалаас бага зэрэг давсан (~ 0.05-0.2 В). Энэ боломжит утгын үед дэмжих электролит нь электролизэнд орох ёсгүй.

Ажлын электродын хувьд платин электродыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд үүн дээр анализаторын электрохимийн бууралт эсвэл исэлдэлт явагддаг. Ажлын электродоос гадна цахилгаан химийн элементэд өөр 1 эсвэл 2 электрод орно - лавлагаа электрод, жишээлбэл, мөнгөн хлорид, туслах электрод, жишээлбэл, гангаар хийсэн.

Электролизийн процесс тогтмол потенциалтай явагдах тусам электродын урвалд оролцож буй цахилгаан идэвхт бодисын концентраци буурдаг тул эсийн цахилгаан гүйдэл буурдаг. Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдэл нь экспоненциал хуулийн дагуу цаг хугацааны агшин дахь анхны утгаас цаг хугацааны агшин дахь утга хүртэл буурдаг.

(3)

Коэффициент нь урвалын шинж чанар, цахилгаан химийн эсийн геометр, ажлын электродын талбай, анализаторын тархалтын коэффициент, уусмалын холих хурд, түүний эзэлхүүнээс хамаарна.

(3) функцийн графикийг зурагт схемээр үзүүлэв. 3-10.

Цагаан будаа. 3-10.Шууд потенциостатик кулометрийн гүйдлийн цаг хугацааны өөрчлөлт

Гүйдэл тэг болж буурах үед одоогийн гаралт нь тоон үзүүлэлттэй байх болно, өөрөөр хэлбэл. хязгааргүй хугацаанд. Практикт электролиз

Тодорхойлох бодисыг гүйдэл нь утгын ~0.1% -иас хэтрээгүй маш бага утгад хүрэх үед тоон гэж үзнэ.Энэ тохиолдолд тодорхойлох алдаа ~0.1% орчим байна.

Цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг гүйдэл ба электролизийн хугацааны үржвэрээр тодорхойлдог тул цахилгааны нийт хэмжээ Q,Шинжлэх бодисыг электролиз хийхэд зарцуулсан нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

(4)

тэдгээр. Зураг дээрх координатын тэнхлэг ба экспонентаар хязгаарлагдсан талбайгаар тодорхойлогддог. 3-10.

Массыг олохын тулд мцахилгаан эрчим хүчний хэмжээг хэмжих буюу тооцоолохын тулд (1)-ийн дагуу урвалд орсон бодисын хэмжээг авах шаардлагатай Q.

Шууд потенциостатик кулометрийн уусмалаар дамжин өнгөрөх цахилгааны хэмжээг тодорхойлох арга

үнэ цэнэ Qтооцооны аргаар эсвэл химийн кулометр ашиглан тодорхойлж болно.

. i-ийн хамаарлын муруй доорх талбайгаар Q-ийн утгыг тооцоолохКоординатын тэнхлэгүүд болон экспонент (3)-аар хязгаарлагдсан талбайг хэмжинэ (3-10-р зургийг үз). Хэрэв гүйдэл биампер, секундээр цаг хугацаагаар илэрхийлсэн хэмжсэн талбай нь цахилгааны хэмжээтэй тэнцүү байна Qунжлагад.

Тодорхойлохын тулд Qмэдэгдэхүйц алдаагүйгээр энэ арга нь электролизийн процессыг бараг бүрэн дуусгахыг шаарддаг, i.e. урт хугацаа. Практикт талбайг харгалзах m утгаар хэмждэг би= 0.001(0.1%.

. Хамаарал дээр үндэслэн Q утгыг тооцоолох(3) ба (4)-ийн дагуу бид:

учир нь:

Тиймээс, мөн үнэ цэнийг тодорхойлох Qшаардлагатай

утгыг олох

дагуу (3) . Энэ тэгшитгэлийн логарифмыг авсны дараа

туяа шугаман хамаарал-аас

(5)

Хэрэв хэд хэдэн утгыг өөр өөр цаг үед хэмжсэн бол (жишээлбэл, 3-10-р зурагт үзүүлсэн шиг муруй эсвэл шууд эмпирик байдлаар) зурагт схемээр үзүүлсэн функцийг (5) зурах боломжтой. 3-11 ба шулуун шугамыг илэрхийлнэ.

Ординат тэнхлэг дээр шулуун шугамаар таслагдсан сегмент нь абсцисса тэнхлэгт шулуун шугамын налуу өнцгийн тангенстай тэнцүү байна.

Утгыг мэдэх тиймээс үнэ цэнийг тооцох боломжтой

За , дараа нь масс м(1) томъёоны дагуу.

Цагаан будаа. 3-11.Шууд потенциостатик кулометрийн электролизийн хугацаанаас хамаарах хамаарал

. Химийн кулометр ашиглан Q утгыг тодорхойлох.Энэ аргын тусламжтайгаар кулометрийн суурилуулалтын цахилгаан хэлхээнд задлан шинжилж буй бодисын электролизийг гүйцэтгэдэг цахилгаан химийн элементтэй цуврал химийн колометр орно. Цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ Q,цуваа холбосон кулометрээр дамжин өнгөрөх ба цахилгаан химийн элемент нь ижил байна. Кулометрийн загвар нь утгыг туршилтаар тодорхойлох боломжийг олгодог Q.

Ихэнхдээ мөнгө, зэс, хийн колометрийг ашигладаг бол бусад нь бага байдаг. Мөнгө, зэсийн колометрийг ашиглах нь электролизийн явцад цагаан алтны катод дээр хуримтлагдсан мөнгө эсвэл зэсийн массыг цахилгаан гравиметрээр тодорхойлоход суурилдаг.

Кулометр дэх катод дээр ялгарсан металлын массыг мэдсэнээр бид Q цахилгааны хэмжээг тооцоолохын тулд (1) тэгшитгэлийг ашиглаж болно.

Кулометр, ялангуяа мөнгө, зэс нь цахилгааны хэмжээг тодорхойлох боломжийг олгодог Qөндөр нарийвчлалтай, гэхдээ тэдэнтэй ажиллах нь нэлээд хөдөлмөр, цаг хугацаа шаарддаг.

Кулометрийн хувьд электрон интеграторыг цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг бүртгэхэд ашигладаг. Q,харгалзах төхөөрөмжийн заалтын дагуу электролиз хийхэд зарцуулсан.

Шууд кулометрийн хэрэглээ

Энэ арга нь өндөр сонгомол, мэдрэмжтэй (10 -8 -10 -9 г хүртэл эсвэл ~10 -5 моль/л хүртэл), дахин үржих чадвартай (~1-2% хүртэл) бөгөөд бичил хольцын агуулгыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Аргын сул тал нь шинжилгээний өндөр нарийн төвөгтэй байдал, үргэлжлэх хугацаа, үнэтэй тоног төхөөрөмж шаарддаг.

Шууд кулометрийн аргаар металлын ион, органик нитро ба галоген дериватив, хлорид, бромид, иодид, тиоцианатын анионууд, металлын ионуудыг исэлдэлтийн өндөр түвшинд шилжүүлэх үед тэдгээрийг тодорхойлоход ашиглаж болно, жишээлбэл:

гэх мэт.

Эмийн шинжилгээнд аскорбин ба пикрины хүчил, новокаин, оксикинолин болон бусад зарим тохиолдолд шууд кулометрийг тодорхойлоход ашигладаг.

Шууд кулометр хийх нь нэлээд хөдөлмөр, урт юм. Нэмж дурдахад зарим тохиолдолд цахилгаан химийн үндсэн урвал дуусахаас өмнө хажуугийн процессууд мэдэгдэхүйц явагдаж эхэлдэг бөгөөд энэ нь одоогийн үр ашгийг бууруулж, дүн шинжилгээ хийхэд ихээхэн алдаа гаргахад хүргэдэг. Тийм ч учраас шууд бус кулометрийг ихэвчлэн ашигладаг - кулометрийн титрлэлт.

Кулометрийн титрлэлт

Аргын мөн чанар

Кулометрийн титрлэлтийн үед электрохимийн үүрэнд уусмалд байгаа аналитик Х нь уусмалд мөн агуулагдах туслах бодисын электролизийн явцад генераторын электрод дээр тасралтгүй үүсдэг (үүсдэг) бодис болох титрант Т-тэй урвалд ордог. Титрлэлтийн төгсгөл нь бүх шинжлэгч X нь үүсгэсэн титрант Т-тэй бүрэн урвалд орох мөчийг индикаторын аргаар нүдээр тогтооно.

байшин, уусмалд түлшний эсийн ойролцоо өнгийг өөрчилдөг тохирох индикаторыг нэвтрүүлэх эсвэл багажийн аргыг ашиглан - потенциометр, амперометр, фотометрийн аргаар.

Тиймээс кулометрийн титрлэлтийн үед титрлэгчийг бюретээс титрлэгдэж буй уусмал руу нэмдэггүй. Генераторын электрод дээр электродын урвалын явцад тасралтгүй үүсдэг Т бодис нь титрлэгчийн үүргийг гүйцэтгэдэг. Титрлэгчийг титрлэсэн уусмалд гаднаас оруулж, нэмсэнээр шинжлэгдэх бодистой урвалд ороход ердийн титрлэх үйл явц, мөн аналиттай урвалд ордог Т бодис үүсэх хооронд ижил төстэй байдал байгаа нь ойлгомжтой. үүссэн тул авч үзэж буй аргыг "кулометрийн титрлэлт" гэж нэрлэсэн.

Кулометрийн титрлэлтийг амперостатик (гальваностатик) эсвэл потенциостатик горимд явуулдаг. Ихэнх тохиолдолд кулометрийн титрлэлтийг амперостатик горимд хийж, электролизийн бүх хугацаанд тогтмол цахилгаан гүйдлийг хадгалдаг.

Кулометрийн титрлэхэд нэмсэн титрийн эзэлхүүний оронд t хугацаа ба гүйдлийг хэмждэг биэлектролиз. Электролизийн явцад Кулометрийн эсэд Т бодис үүсэх процессыг нэрлэдэг титрант үүсэх.

Тогтмол гүйдлийн үед Кулометрийн титрлэлт

Амперостатик горимд (шууд гүйдлийн үед) кулометрийн титрлэхэд электролиз хийх хугацаа, цахилгааны хэмжээг хэмждэг. Q,электролизийн үед зарцуулсан хэмжээг (2) томъёогоор тооцоолж, дараа нь шинжлэгдэх бодисын X массыг (1) хамаарлаар олно.

Жишээлбэл, давсны хүчлийн уусмалыг кулометрийн титрлэлтийн аргаар стандартчилах нь устөрөгчийн ионыг титрлэх замаар хийгддэг. Усны электролизийн үед OH гидроксидын ионоор цагаан алтны катод дээр цахилгаан үүсгэсэн HCl агуулсан стандартчилагдсан уусмал:

Үүссэн титрант - гидроксидын ионууд - ионуудтай урвалд ордог шийдэлд:

Титрлэлтийг фенолфталеины индикаторын дэргэд хийж, уусмалын цайвар ягаан өнгө гарч ирэх үед зогсооно.

Тогтмол гүйдлийн утгыг ампераар) ба титрлэхэд зарцуулсан хугацаа (секундээр) мэдэж, цахилгааны хэмжээг (2) томъёогоор тооцоолно. Q(унжлагад) ба томъёо (1)-ийн дагуу - кулометрийн үүрэнд (генераторын саванд) оруулсан стандартчилагдсан HCl уусмалын аликвотод агуулагдах урвалд орсон HCl-ийн масс (грамаар).

Зураг дээр. 3-12-т генераторын катод ба туслах анод бүхий титрлэлтийн төгсгөлийн харааны (заагчийн өнгийг өөрчлөх замаар) колометрийн титрлэлтийн цахилгаан химийн элементийн сонголтуудын аль нэгийг схемийн дагуу харуулав.

Генераторын цагаан алтны электрод 1 (хэлэлцэж байгаа тохиолдолд анод) ба туслах цагаан алт электрод 2 (хэлэлцэж байгаа тохиолдолд катод) нь үүсгүүрийн (генератор) 3-р саванд, туслах саванд 4-р тус тус байрладаг. туслах цахилгаан идэвхт бодис ба индикатор. Туслах бодис нь өөрөө туслах электролитийн үүрэг гүйцэтгэдэг; ийм тохиолдолд уусмалд өөр туслах электролит оруулах шаардлагагүй болно.

Үүсгэх ба туслах савнууд нь электродуудын хоорондох цахилгаан холбоог хангахын тулд хүчтэй ялгаагүй электролитээр дүүргэсэн электролитийн (давс) гүүрээр 5 холбогддог. Электролитийн гүүрний хоолойн төгсгөлүүд нь шүүлтүүрийн цаасны залгуураар хаалттай байна. Үүсгэх саванд уусмалыг соронзон хутгуураар холих зориулалттай соронзон саваа 6 байна.

Электрохимийн эс нь тогтмол гүйдэл, шаардлагатай утгыг хадгалах чадвартай, Кулометрийн титрлэхэд зориулсан угсралтын цахилгаан хэлхээнд багтдаг (жишээлбэл, UIP-1 лабораторийн төхөөрөмж болон түүнтэй төстэй төхөөрөмж гэх мэт бүх нийтийн тэжээлийн эх үүсвэрийг ашиглах).

Кулометрийн титрлэлтийн өмнө электродуудыг нэрмэл усаар сайтар угааж, нэмэлт цахилгаан идэвхт бодис (өгөгдсөн нөхцөлд) уусмалыг үүсгүүрийн саванд хийж, шаардлагатай бол дэмжих электролит ба индикаторыг нэмнэ.

Ийм аргаар бэлтгэсэн суурь уусмал нь цахилгаан бууруулж эсвэл цахилгаан исэлдүүлэх хольц агуулсан байж болох тул эхлээд үүнийг хийдэг урьдчилсан электролизхольцыг цахилгаанаар бууруулах буюу цахилгаан исэлдүүлэх суурь уусмал. Үүнийг хийхийн тулд угсралтын цахилгаан хэлхээг хааж, электролиз хийдэг

индикатор өнгө өөрчлөгдөх хүртэл зарим (ихэвчлэн богино) хугацаа, дараа нь хэлхээ нээгдэнэ.

Цагаан будаа. 3-12.Титрлэлтийн төгсгөлийг харааны индикатороор бэхэлсэн кулометрийн титрлэлтийн цахилгаан химийн элементийн схем: 1 - ажлын генераторын цагаан алт электрод; 2 - туслах цагаан алт электрод; 3 - туршилтын уусмал бүхий үеийн сав; 4 - хүчтэй ялгаагүй электролитийн уусмал бүхий туслах сав; 5 - электролитийн гүүр; 6 - соронзон хутгагч саваа

Урьдчилсан электролизийн ажил дууссаны дараа анализ хийсэн уусмалын нарийвчлалтай хэмжсэн эзэлхүүнийг үйлдвэрлэх саванд хийж, соронзон хутгуурыг асааж, угсралтын цахилгаан хэлхээг хааж, секундомер асааж, электролизийг хийнэ. секунд хэмжигчийг нэн даруй зогсоож цахилгааны хэлхээг нээх үед заагч (уусмал) өнгө огцом өөрчлөгдөх хүртэл тогтмол гүйдлээр гүйцэтгэнэ.суурилуулах хэлхээ.

Хэрэв титрлэхэд зориулж кулонометрийн үүрэнд оруулсан шинжилгээнд хамрагдсан уусмал нь электролизийн явцад тодорхой хэмжээний цахилгаан шаардагддаг цахилгаан бууруулж болох эсвэл цахилгаан исэлдүүлэгч бодисын хольц агуулсан бол урьдчилсан электролизийн дараа (шинжилсэн уусмалыг эсэд нэмэхээс өмнө) хоосон титрлэлт,Кулометрийн үүрэнд задлан шинжилж буй уусмалын оронд Шинжилгээнд хамрагдах бодис X-ээс бусад бүх бодисыг агуулсан, нэмсэн шинжлэгдсэн уусмалтай ижил хэмжээтэй яг ижил хэмжээний уусмалыг оруулах замаар. Хамгийн энгийн тохиолдолд. , нэрмэл усыг арын уусмалд задлан шинжилж буй уусмалын нэг аликвотын эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээгээр хийнэ.

Шинжлэх бодистой туршилтын уусмалыг титрлэхэд зарцуулсан хугацаанаас хоосон титрлэхэд зарцуулсан хугацааг нэмж хасна.

Кулометрийн титрлэлтийн нөхцөл. 100% гүйдлийн гаралтыг хангах ёстой. Үүний тулд дор хаяж дараах шаардлагыг хангасан байх ёстой.

1. Ажлын электрод дээр титрлэгч үүсгэсэн туслах урвалж нь уусмалд шинжлэгчтэй харьцуулахад их хэмжээний илүүдэлтэй байх ёстой (~1000 дахин илүү). Эдгээр нөхцөлд электрохимийн гаж нөлөөг ихэвчлэн арилгадаг бөгөөд тэдгээрийн гол нь дэмжих электролит, жишээлбэл, устөрөгчийн ионыг исэлдүүлэх эсвэл багасгах явдал юм.

2. Тогтмол гүйдэл биДэмжих электролитийн ионуудын оролцоотой урвалаас зайлсхийхийн тулд электролизийн үед = const нь туслах урвалжийн тархалтын гүйдлээс бага байх ёстой.

3. Электролизийн үед зарцуулсан цахилгааны хэмжээг аль болох нарийвчлалтай тодорхойлох шаардлагатай бөгөөд үүний тулд тоолох хугацааны эхлэл, төгсгөл, электролизийн гүйдлийн хэмжээг нарийн бүртгэх шаардлагатай.

Титрлэлтийн төгсгөлийн заалт.Кулометрийн титрлэлтийн үед ТЭ-ийг харааны үзүүлэлтээр эсвэл багажийн (спектрофотометрийн, электрохимийн) аргаар тодорхойлно.

Жишээлбэл, натрийн тиосульфатын уусмалыг цахилгаанжуулсан иодоор титрлэх үед индикатор, цардуулын уусмалыг кулометрийн эсэд нэмнэ. TE-д хүрсний дараа уусмал дахь бүх тиосульфатын ионуудыг титрлэхэд цахилгаанжуулсан иодын хамгийн эхний хэсэг нь уусмалыг цэнхэр өнгөтэй болгоно. Электролиз тасалдсан.

FC-ийн цахилгаан химийн заалтын үед нэмэлт индикаторын цахилгаан хэлхээнд багтсан хос электродыг туршилтын уусмалд (үүсгүүрийн саванд) байрлуулна. Титрлэлтийн төгсгөлийг нэмэлт индикаторын цахилгаан хэлхээг ашиглан потенциометр (рН-метрик) эсвэл биамперометрээр тэмдэглэж болно.

Түлшний эсийн биамперометрийн заалттай бол гүйдлийг хэмжих замаар титрлэлтийн муруйг координатаар байгуулдаг. бинэмэлт инди

каторын цахилгаан хэлхээг кулометрийн эс дэх электролизийн хугацаанаас хамааруулан .

Тогтмол потенциалтай Кулометрийн титрлэлт

Кулометрийн титрлэлтийн потенциостатик горимыг бага ашигладаг.

Потенциостатик горим дахь кулометрийн титрлэлтийг ажлын электрод дахь бодисын ялгаралын потенциалтай харгалзах потенциалын тогтмол утгаар, жишээлбэл, цагаан алтны ажлын электрод дээр M n + металлын катионыг катодоор бууруулах үед гүйцэтгэдэг. Урвалын явцад бүх металлын катионууд урвалд орох хүртэл потенциал тогтмол хэвээр байх ба үүний дараа уусмалд потенциал тодорхойлох металлын катион байхгүй тул огцом буурдаг.

Кулометрийн титрлэлтийн хэрэглээ.Кулометрийн титрлэхэд титриметрийн шинжилгээний бүх төрлийн урвалыг ашиглаж болно: хүчил-суурь, исэлдэлт, хур тунадас, цогц үүсэх урвал.

Бага хэмжээний хүчил (~10 -4 -10 -5 моль / л хүртэл) катод дээр усны электролизийн явцад үүссэн цахилгаан үүсгэсэн ионуудтай кулометрийн хүчил-суурь титрлэх замаар тодорхойлж болно.

Усны электролизийн явцад анод дээр үүссэн устөрөгчийн ионоор суурийг титрлэх боломжтой.

Редокс бромометрийн кулометрийн титрлэлтийн тусламжтайгаар хүнцэл (III), сурьма (III) нэгдлүүд, иодид, гидразин, фенол болон бусад бодисыг тодорхойлж болно. органик бодис. Анод дээр цахилгаан үүсгэсэн бром нь титрлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Хур тунадасны кулометрийн титрлэлт нь галидын ион ба хүхэр агуулсан органик нэгдлүүдийг цахилгаан үүсгэсэн мөнгөний катионоор, цайрын катионыг цахилгаан үүсгэсэн ферроцианидын ионоор тодорхойлох боломжтой.

Металл катионуудын комплексометрийн кулометрийн титрлэлтийг мөнгөн ус (II) комплексонатын катод дээр цахилгаан үүсгэсэн EDTA анионуудын тусламжтайгаар хийж болно.

Кулометрийн титрлэлт нь өндөр нарийвчлалтай, тоон шинжилгээнд өргөн хүрээний хэрэглээтэй бөгөөд бага хэмжээний бодис, бага тэсвэртэй нэгдлүүдийг тодорхойлох боломжийг олгодог (учир нь тэдгээр нь үүссэний дараа шууд урвалд ордог), жишээлбэл, зэс (I), мөнгө (II) , цагаан тугалга (II) , титан (III), манган (III), хлор, бром гэх мэт.

Энэ аргын давуу тал нь электролизийн явцад тасралтгүй үүсч, задлагч бодистой урвалд ороход шууд зарцуулагддаг тул титрлэгчийг бэлтгэх, стандартчилах, хадгалах шаардлагагүй байдаг.

Сэдвийг судлах зорилтууд

Мэдлэг дээр үндэслэсэн онолын үндэсКулометрийн титрлэлтийн арга, бодисын тоон тодорхойлоход энэ шинжилгээний аргыг хэрхэн үндэслэлтэй сонгох, практикт ашиглах талаар сурах практик ур чадварыг хөгжүүлэх; кулометрийн титрлэлтийн үр дүнгийн статистик үнэлгээ хийх чадвартай байх.

Зорилтот

1. Уусмал дахь натрийн тиосульфатын массыг кулометрийн титрлэлтийн аргаар хэрхэн хэмжих талаар сурах.

2. Кулометрийн титрлэлтийн аргаар давсны хүчлийн уусмалыг стандартчилах аргад суралцах.

3. Тооцооллын ердийн асуудлын шийдэл.

Сэдвийг судлахын тулд энэ гарын авлагад дурдсан хоёр лабораторийн хичээлээс нэгийг нь хуваарилсан. "Уусмал дахь натрийн тиосульфатын массыг кулометрийн титрлэлтийн аргаар тодорхойлох" лабораторийн ажлыг хийхийг зөвлөж байна.

Бие даан суралцах даалгавар

Ажлын хувьд мэдэх хэрэгтэй

1. Кулометрийн аргуудын зарчим.

2. Тодорхойлоход кулометрийн титрлэх аргын мөн чанар:

а) натрийн тиосульфат;

б) давсны хүчил.

Чаддаг байх ёстой

1. Кулометрийн титрлэлтийн үед электродууд дээр үүсэх цахилгаан химийн урвалын тэгшитгэлийг бич.

а) натрийн тиосульфат;

б) давсны хүчил.

2. Кулометрийн титрлэлтийн үед уусмалд үүсэх цахилгаан химийн урвалын тэгшитгэлийг бич.

а) натрийн тиосульфат;

б) давсны хүчил.

3. Кулометрийн титрлэлтийн үр дүнд үндэслэн цахилгааны хэмжээ болон бодисын массыг (концентраци) тооцоол.

4. Үр дүнг боловсруулах зэрэгцээ тодорхойлолтуудбодисыг математик статистикийн аргаар .

Ном зүй

1. Сурах бичиг. - 2-р дэвтэр, 10-р бүлэг. - S. 481-492; 507-509; 512-513.

2.Харитонов Ю.Я., Григорьева В.Ю.Аналитик хими дэх жишээ, даалгавар.- М.: GEOTAR-Media, 2009.- P. 240-244; 261-264; 277-281.

Оршил

Бүлэг 1. Ерөнхий ойлголт. Шинжилгээний цахилгаан химийн аргын ангилал

Бүлэг 2. Потенциометрийн шинжилгээний аргууд (потенциометр)

1 Аргын зарчим

3 Потенциометрийн титрлэлт

3-р бүлэг

1 Аргын зарчим. Үндсэн ойлголтууд

2 Кондуктометрийн зарчим

3 Кондуктометрийн титрлэлт

Бүлэг 4. Кондуктометрийн шинжилгээ (кондуктометр)

1 Аргын мөн чанар

2 Тоон полярографийн шинжилгээ

3 Полярографийн хэрэглээ

Бүлэг 5. Амперометрийн титрлэлт

6-р бүлэг

1 Аргын зарчим

3 Кулометрийн титрлэлт

Дүгнэлт

Ном зүй

ОРШИЛ

Электрохимийн шинжилгээний аргууд гэдэг нь судалж буй орчин эсвэл фазын хил дээр гарч буй цахилгаан химийн үзэгдлүүд дээр суурилсан, бүтцийн өөрчлөлттэй холбоотой чанарын болон тоон шинжилгээний аргуудын цогц юм. химийн найрлагаэсвэл аналитын концентраци.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргуудыг потенциометр, вольтметри, кулометр, кондуктометр, амперометр гэсэн таван үндсэн бүлэгт хуваадаг.

Эдгээр аргуудыг тоон шинжилгээнд ашиглах нь цахилгаан химийн процессын явцад хэмжсэн параметрүүдийн утгуудын энэ цахилгаан химийн процесст оролцож буй задлан шинжлэгдсэн уусмал дахь тусгаарлагдсан бодисоос хамаарах хамааралд суурилдаг. Эдгээр параметрүүд нь цахилгаан потенциалын зөрүү, цахилгааны хэмжээг багтаана. Цахилгаан химийн процессууд нь химийн урвал, системийн цахилгаан шинж чанарын өөрчлөлттэй зэрэгцэн явагддаг процессуудыг ийм тохиолдолд цахилгаан химийн систем гэж нэрлэж болно. Аналитик практикт цахилгаан химийн систем нь ихэвчлэн электродуудыг дүрдэг цахилгаан дамжуулагч аналитын уусмал бүхий савыг багтаасан цахилгаан химийн элементийг агуулдаг.

Цахилгаан химийн шууд ба шууд бус аргууд байдаг. Шууд аргуудын хувьд одоогийн хүч чадлын (потенциал гэх мэт) аналитикийн концентрацаас хамаарах хамаарлыг ашигладаг. Шууд бус аргуудын хувьд тохирох титрлэгчээр тодорхойлох бүрэлдэхүүн хэсгийн титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг олохын тулд одоогийн хүчийг (потенциал гэх мэт) хэмждэг, өөрөөр хэлбэл хэмжсэн параметрийн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарал. ашиглаж байна.

БҮЛЭГ 1. Ерөнхий ойлголт. ШИНЖИЛГЭЭНИЙ ЦАХИЛГААН ХИМИЙН АРГЫН АНГИЛАЛ

Цахилгаан аналитик хими нь электродын урвал, уусмалаар дамжуулан цахилгаан дамжуулахад суурилсан цахилгаан химийн аргуудыг агуулдаг.

Тоон шинжилгээнд электрохимийн аргыг ашиглах нь цахилгаан химийн процессын хэмжсэн параметрүүдийн утгын (цахилгаан потенциалын зөрүү, гүйдэл, цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ) хамаарах шинж чанарыг шинжлэх уусмалд агуулагдах бодисын агууламжаас хамаарлыг ашиглахад суурилдаг. энэ цахилгаан химийн процесст . Цахилгаан химийн процессууд нь химийн урвалууд нэгэн зэрэг явагдах, системийн цахилгаан шинж чанарын өөрчлөлтүүд дагалддаг процессуудыг ийм тохиолдолд цахилгаан химийн систем гэж нэрлэж болно. Аналитик практикт электрохимийн систем нь ихэвчлэн электродуудыг дүрдэг цахилгаан дамжуулагч шинжлэгдсэн уусмал бүхий савыг багтаасан цахилгаан химийн элементийг агуулдаг.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргын ангилал. Шинжилгээний цахилгаан химийн аргуудыг янз бүрээр ангилдаг.Систем дэх цахилгаан энергийн эх үүсвэрийн шинж чанарт үндэслэсэн ангилал. Хоёр бүлэг арга байдаг:

a) Гадны (гадны) потенциал ногдуулахгүй аргууд.

Цахилгаан энергийн эх үүсвэр нь цахилгаан химийн систем нь өөрөө гальваник элемент (галван хэлхээ) юм. Эдгээр аргуудад потенциометрийн аргууд орно. Ийм систем дэх цахилгаан хөдөлгөгч хүч - EMF - ба электродын потенциалууд нь уусмал дахь анализийн агууламжаас хамаарна.

б) Гадны (гадны) потенциал ногдуулах аргууд. Эдгээр аргууд орно:

кондуктометрийн шинжилгээ - уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарыг тэдгээрийн концентрацийн функцээр хэмжихэд үндэслэсэн;

вольтметрийн шинжилгээ - хэрэглэсэн мэдэгдэж буй боломжийн зөрүү ба уусмалын концентрациас хамааран гүйдлийг хэмжихэд үндэслэсэн;

кулометрийн шинжилгээ - уусмалаар дамжин өнгөрөх цахилгааны хэмжээг түүний концентрациас хамааран хэмжихэд үндэслэсэн;

цахилгаан гравиметрийн шинжилгээ - цахилгаан химийн урвалын бүтээгдэхүүний массыг хэмжихэд үндэслэсэн.

Цахилгаан химийн аргыг хэрэглэх аргын дагуу ангилах. Шууд болон шууд бус аргууд байдаг.

a) Шууд аргууд. Цахилгаан химийн параметрийг уусмалын концентрацийн мэдэгдэж буй функцээр хэмжиж, холбогдох хэмжих хэрэгслийн заалтын дагуу уусмал дахь задлан шинжлэлийн агууламжийг олно.

b) Шууд бус аргууд нь системийн цахилгаан параметрүүдийг хэмжихэд үндэслэн титрлэлтийн төгсгөлийг тогтоодог титрлэлтийн аргууд юм.

Энэ ангиллын дагуу жишээлбэл, шууд кондуктометр ба кондуктометрийн титрлэлтийг хооронд нь ялгадаг.

БҮЛЭГ 2. ПОТЕНЦИОМЕТРИЙН ШИНЖИЛГЭЭНИЙ АРГА (ПОТЕНЦИОМЕТР)

1 Аргын зарчим

Хэрэв цахилгаан химийн системд - гальваник элементэд - электродууд дээр урвал явагдана:

aA+bB↔dD + eE

n электрон дамжуулснаар энэ урвалын EMF E-ийн Нернст тэгшитгэл дараах хэлбэртэй байна.

E꞊E˚- RTnFlnaDda Eea(A)a aBb

Энд ердийнх шиг E ° нь урвалын стандарт EMF (стандарт электродын потенциалын зөрүү), R нь хийн тогтмол, T нь урвал явагдах үнэмлэхүй температур, F нь Фарадейгийн тоо; a(A), a(B), a(D), n(E) нь урвалд оролцож буй урвалжуудын үйл ажиллагаа юм. (10.1) тэгшитгэл нь буцах ажиллагаатай гальваник элементийн EMF-д хүчинтэй байна.

Өрөөний температурын хувьд (10.1) тэгшитгэлийг дараах хэлбэрээр илэрхийлж болно.

E꞊E˚- 0.059nlnaDda Eea(A)a aBb

Урвалжуудын үйл ажиллагаа нь ойролцоогоор концентрацитай тэнцүү байх нөхцөлд (1) тэгшитгэл (3) болж хувирна:

꞊E˚- RTnFlncDdc EecAa aBb

Энд c(A), c(B), c(E), c(D) нь урвалжуудын концентраци юм. Өрөөний температурын хувьд энэ тэгшитгэлийг (4) хэлбэрээр илэрхийлж болно:

꞊E˚- 0.059nlncDdc EecAa aBb

Электрохимийн үүрэнд потенциометрийн хэмжилт хийхэд хоёр электродыг ашигладаг: потенциал нь шинжлэгдсэн уусмал дахь задлан шинжилж буй (боломжийг тодорхойлох) бодисын концентрацаас хамаардаг индикатор электрод ба потенциал нь тогтмол хэвээр байгаа лавлах электрод. шинжилгээний нөхцөлд. Тиймээс (1)-(4) тэгшитгэлээр тодорхойлогдсон EMF утгыг эдгээр хоёр электродын бодит потенциалын зөрүүгээр тооцоолж болно.

Потенциометрийн хувьд дараахь төрлийн электродуудыг ашигладаг: эхний, хоёрдугаар төрлийн электродууд, редокс, мембран электродууд.

Эхний төрлийн электродууд нь электродын материалд нийтлэг катионы хувьд буцаах боломжтой электродууд юм. Эхний төрлийн гурван төрлийн электрод байдаг.

a) М металлыг ижил металлын давсны уусмалд дүрнэ. Ийм электродын гадаргуу дээр урвуу урвал явагдана.

Mn+ + ne = M

Эхний төрлийн ийм электродын бодит потенциал нь металлын катионуудын a(Mn+) идэвхжилээс хамаардаг ба (5)-(8) тэгшитгэлээр тодорхойлогддог.

Ерөнхийдөө ямар ч температурын хувьд:

꞊E˚+ RTnFln a(Mn+)

Өрөөний температурын хувьд:

꞊E˚+ 0.059nln a(Mn+)

Бага концентрацид c(Mn+) металлын катионуудын идэвхжил a(Mn+) нь тэдгээрийн концентрацтай ойролцоогоор тэнцүү байх үед:

꞊E˚+ RTnFln c(Mn+)

Өрөөний температурын хувьд:

b) Хийн электродууд, жишээлбэл, устөрөгчийн электрод, үүнд стандарт устөрөгчийн электрод орно. Урвуу ажиллагаатай хийн устөрөгчийн электродын потенциал нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээр тодорхойлогддог, i.e. уусмалын рН утга ба өрөөний температурт дараах байдалтай тэнцүү байна.

꞊E˚+ 0.059 lg a(H30+) = 0.059 lg a(H3O+) = -0.059pH

устөрөгчийн электродын хувьд стандарт потенциалыг тэг гэж үздэг тул ( £° =0), ба электродын урвалын дагуу:

H++e = H

Энэ урвалд оролцож буй электронуудын тоо нэгтэй тэнцүү байна: n = 1.

в) Ижил металлын катион агуулсан уусмалд дүрсэн металлын амальгам болох амалгам электродууд. Нэгдүгээр төрлийн электродын потенциал нь уусмал дахь a(Mn+) металлын катионуудын идэвхжил ба амальгам дахь металлын n(M) идэвхжилээс хамаарна.

꞊E˚+ RTnFlna(Mn+)a(M)

Amalgam электродууд нь маш их урвуу чадвартай байдаг.

Хоёр дахь төрлийн электродууд нь урвуу анионы шинж чанартай байдаг. Хоёр дахь төрлийн дараах төрлийн электродууд байдаг.

a) Гадаргуу нь ижил металлын бага зэрэг уусдаг давсаар хучигдсан, энэ бага уусдаг давсны нэг хэсэг болох анион агуулсан уусмалд дүрсэн метал. Жишээ нь мөнгөн хлоридын электрод Ag|AgCl, KS1 эсвэл каломель электрод Hg|Hg2Cl2, KS1 юм.

Мөнгөний хлоридын электрод нь калийн хлоридын усан уусмалд дүрсэн усанд бага зэрэг уусдаг AgCI давсаар бүрсэн мөнгөн утаснаас бүрдэнэ. Мөнгөний хлоридын электрод дээр урвуу урвал явагдана

Каломелийн электрод нь калийн хлоридын усан уусмалтай харьцдаг каломел, бага уусдаг мөнгөн ус(1) хлоридын Hg2Cl2-ийн зуурмагаар бүрсэн металл мөнгөн уснаас бүрдэнэ. Каломель электрод дээр урвуу урвал явагдана.

Cl2 + 2е = 2Hg + 2СГ.

Хоёрдахь төрлийн электродын бодит потенциал нь анионуудын идэвхжил ба урвал явагдах электродын урвуу үйл ажиллагаанаас хамаарна.

Не = М + Ан-

(9)-(12) Нернстийн тэгшитгэлээр тодорхойлогддог.

Ерөнхийдөө ямар ч зөвшөөрөгдөх температурт T:

꞊E˚- RTnFln a(An-)

Өрөөний температурын хувьд:

꞊E˚- 0.059nln a(An-)

Анионуудын идэвхжил нь ойролцоогоор c (A "~) концентрацитай тэнцүү байх нөхцөлд:

E꞊E˚- RTnFln c(An-)

Өрөөний температурын хувьд:

꞊E˚- 0.059nln c(An-)

Жишээлбэл, өрөөний температурт мөнгөн хлорид ба каломель электродуудын бодит потенциал E1 ба E2 нь дараахь байдлаар илэрхийлэгдэж болно.

꞊E1˚- 0.0591г a(Cl-),꞊E2˚- 0.0591г a(Cl-).

b) Хоёр дахь төрлийн хийн электродууд, жишээлбэл, хлорын электрод Pt, Cl2 KC1. Хоёр дахь төрлийн хийн электродыг тоон потенциометрийн шинжилгээнд бараг ашигладаггүй.

Редокс электродууд нь исэлдүүлсэн Ox болон энэ бодисын улаан өнгийн бууруулсан хэлбэрийг агуулсан уусмалд дүрсэн идэвхгүй материалаас (цагаан алт, алт, вольфрам, титан, бал чулуу гэх мэт) бүрдэнэ. Хоёр төрлийн редокс электрод байдаг.

a) потенциал нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаггүй электродууд, жишээлбэл, Pt | FeCl3, FeCI2, Pt | K3, K4 гэх мэт;

б) боломж нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаг электродууд, жишээлбэл, квингидроны электрод.

Потенциал нь устөрөгчийн ионуудын идэвхжилээс хамаардаггүй редокс электрод дээр урвуу урвал явагдана.

Үхэр + не = Улаан

꞊E˚+ RTnFln a (Ox)a (Улаан)꞊E˚+ 0.059nlg a (Ox)a (Улаан)꞊E˚+ RTnFln c(Ox)c (Улаан)꞊E˚+ 0.059nlg c (Ox) c(улаан)

Мембран буюу ион сонгомол электродууд нь хатуу эсвэл шингэн мембранаар шингэсэн тодорхой ионуудад (катионууд эсвэл анионууд) буцах чадвартай электродууд юм. Ийм электродын бодит боломж нь мембранаар шингэсэн уусмал дахь ионуудын идэвхжилээс хамаарна. Хатуу мембрантай мембран электродууд нь маш нимгэн мембраныг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн хоёр талдаа ижил аналитын ионуудыг агуулсан өөр өөр уусмалууд байдаг, гэхдээ өөр өөр концентрацитай: тодорхой тодорхойлогдсон аналитийн ионуудын концентрацитай уусмал (стандарт) ба шинжлэгдсэн уусмал. аналитын ионуудын үл мэдэгдэх концентраци. Хоёр уусмал дахь ионуудын концентраци өөр өөр байдаг тул мембраны өөр өөр тал дахь ионууд тэгш бус хэмжээгээр шингэдэг бөгөөд мембраны өөр өөр тал дахь ионуудыг сорбцлох явцад үүсэх цахилгаан цэнэг ижил биш байна. Үүний үр дүнд мембраны потенциалын зөрүү үүсдэг.

Мембран ион сонгомол электрод ашиглан ионыг тодорхойлохыг ионометр гэж нэрлэдэг.

Дээр дурьдсанчлан, потенциометрийн хэмжилтийн үед электрохимийн эс нь индикатор электрод ба лавлах электрод гэсэн хоёр электродыг агуулдаг. Эсэд үүссэн EMF-ийн хэмжээ нь эдгээр хоёр электродын потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Потенциометрийн тодорхойлолтын нөхцөлд лавлагаа электродын потенциал тогтмол хэвээр байгаа тул EMF нь зөвхөн заагч электродын потенциалаас хамаарна, өөрөөр хэлбэл. уусмал дахь тодорхой ионуудын үйл ажиллагаа (концентраци) дээр. Энэ нь шинжилж буй уусмал дахь өгөгдсөн бодисын концентрацийг потенциометрээр тодорхойлох үндэс суурь болно.

Бодисын концентрацийг шууд потенциометрээр тодорхойлох нь ихэвчлэн шалгалт тохируулгын муруй эсвэл стандарт нэмэлтийн аргаар хийгддэг.

a) Тохируулгын муруй арга. Шинжлэх бодисын тодорхой агуулга бүхий 5-7 стандарт уусмалын цуврал бэлтгэнэ. Шинжилгээний бодисын концентраци ба лавлагаа уусмал дахь ионы хүч нь шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын концентраци ба ионы хүчээс тийм ч их ялгаатай байх ёсгүй: эдгээр нөхцөлд тодорхойлох алдаа багасдаг.

Бүх уусмалын ионы хүчийг үл тоомсорлож буй электролит оруулах замаар тогтмол байлгадаг. Лавлах уусмалыг цахилгаан химийн (потенциометрийн) үүрэнд дараалан оруулна. Ерөнхийдөө энэ эс нь заагч электрод болон лавлагаа электрод байрлуулсан шилэн аяга юм.

Лавлагаа уусмал бүрээр эсийг дүүргэхийн өмнө электрод болон шилийг нэрмэл усаар сайтар зайлж, жишиг уусмалын EMF-ийг хэмжинэ. Хүлээн авсан өгөгдлүүд дээр үндэслэн EMF-lg c координатуудад тохируулгын графикийг бүтээсэн бөгөөд c нь лавлагаа уусмал дахь анализийн концентраци юм. Ихэвчлэн ийм график нь шулуун шугам юм. Дараа нь анализ хийсэн уусмалыг цахилгаан химийн үүрэнд (эсийг нэрмэл усаар угаасны дараа) нэвтрүүлж, эсийн EMF хэмжинэ. Шалгалт тохируулгын графикийн дагуу log c(X) олдох ба энд c(X) нь шинжилж буй уусмал дахь шинжлэгдэх бодисын концентраци юм.

b) Стандарт нэмэлт арга. c(X) концентрацитай шинжлэгдсэн уусмалын мэдэгдэж буй эзэлхүүн V(X)-ийг цахилгаан химийн үүрэнд оруулж, эсийн EMF хэмжинэ. Дараа нь тодорхой хэмжигдэхүүнтэй, хангалттай их хэмжээний анализаторын концентрацитай V(st) стандарт уусмалын нарийн хэмжсэн жижиг эзэлхүүнийг ижил уусмал дээр нэмж, эсийн EMF-ийг дахин тодорхойлно.

Шинжилсэн уусмал дахь анализийн агууламжийн c(X)-ийг (10.17) томъёогоор тооцоолно.

c (X) \u003d c (st) V (st) V X + V (st)

Хаана △ E нь хэмжсэн хоёр EMF утгын зөрүү, n нь электродын урвалд оролцсон электронуудын тоо юм.

Шууд потенциометрийн хэрэглээ. Энэ аргыг устөрөгчийн ион (рН уусмал), анион, металл ион (ионометр) -ийн концентрацийг тодорхойлоход ашигладаг.

Шууд потенциометрийг ашиглахдаа тохирох индикатор электродыг сонгох, тэнцвэрийн потенциалыг үнэн зөв хэмжих нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

K + 0.059 рН,

Энд тогтмол K нь мембраны материал, жишиг электродын шинж чанараас хамаарна. Шилэн электрод нь рН = 0-10 (илүү ихэвчлэн - рН = 2-10 мужид) рН-ийг тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд үйл ажиллагааны өндөр эргэлт, тогтвортой байдал юм.

Өмнө нь ихэвчлэн ашиглагддаг quinhydrone электрод нь исэлдэлтийн электрод бөгөөд боломж нь устөрөгчийн ионуудын концентрацаас хамаардаг. Энэ нь C6H402 найрлагатай гидрохинонтой хинонтой ижил молекулын нэгдэл болох хинхидроноор ханасан хүчиллэг уусмалд (ихэвчлэн HC1) дүрсэн цагаан алтны утас юм. C6H4(OH)2 (хар ногоон нунтаг, усанд бага зэрэг уусдаг). Хингидроны электродын бүдүүвч тэмдэглэгээ: Pt | хинхидрон, HC1.

Хиндроны электрод дээр исэлдэлтийн урвал явагдана.

C6H402 + 2H+ + 2e \u003d C6H4 (OH) 2

Өрөөний температурт хингидроны электродын потенциалыг томъёогоор тодорхойлно

E°-0.059 рН.

Quinhydrone электрод нь рН = 0-8.5 муж дахь уусмалын рН-ийг хэмжих боломжийг танд олгоно. рН дээр< 0 хингидрон гидролитически расщепляется: при рН >Сул хүчил болох 8,5 гидрокинон нь саармагжуулах урвалд ордог тул Quinhydrone электродыг хүчтэй исэлдүүлэгч ба бууруулагч бодис агуулсан үед хэрэглэх боломжгүй.

Мембран ион сонгомол электродуудыг дээр дурдсанчлан ионометрийн шинжилгээнд янз бүрийн катион (Li+, Na+, K+ Mg2t, Ca2+, Cd2+, Fe2+, Ni2+ гэх мэт) ба анионуудыг (F-, Cl-, Br -, I-, S2- гэх мэт).

Шууд потенциометрийн давуу талууд нь хэмжилтийн энгийн байдал, хурдыг агуулдаг бөгөөд хэмжилт нь бага хэмжээний уусмал шаарддаг.

3 Потенциометрийн титрлэлт

Потенциометрийн титрлэлт - индикатор электродоос бүрдсэн гальван хэлхээний тусламжтайгаар EMF-ийг (титрлэх явцад) хэмжих замаар шинжилж буй уусмал дахь шинжлэгдэх бодисыг титрлэхэд зарцуулсан титрлэгчийн эзэлхүүнийг тодорхойлох арга.

ба лавлагаа электрод. Потенциометрийн титрлэлтийн үед цахилгаан химийн үүрэнд байрлах анализ хийсэн уусмалыг титрлэнэ

хэмжсэн хэлхээний EMF-ийн огцом өөрчлөлтөөр титрлэлтийн төгсгөлийг засах тохиромжтой титрант - харгалзах ионуудын концентрацаас хамаардаг ба эквивалент цэг дээр огцом өөрчлөгддөг заагч электродын потенциал.

Потенциометрийн титрлэхэд түлшний эсийн ойролцоо өнгө өөрчлөгддөг үзүүлэлтүүдийг ашиглах шаардлагагүй. Потенциометрийн титрлэлтийн хэрэглээ. Энэ арга нь бүх нийтийнх бөгөөд титрлэлтийн төгсгөлийг бүх төрлийн титрлэхэд ашиглаж болно: хүчил-суурь, исэлдэлт, комплекс хэмжилт, тунадасжилт, усан бус орчинд титрлэх. Шил, мөнгөн ус, ион сонгомол, цагаан алт, мөнгөн электродыг индикатор болгон, каломел, мөнгөн хлорид, шилэн электродыг лавлагаа электрод болгон ашигладаг.

Энэ арга нь өндөр нарийвчлалтай, өндөр мэдрэмжтэй байдаг: энэ нь булингар, өнгөт, усан бус орчинд титрлэх, нэг анализ хийсэн уусмал дахь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тусад нь тодорхойлох, жишээлбэл, аргентометрийн титрлэлтийн үед хлорид ба иодидын ионыг тусад нь тодорхойлох боломжийг олгодог.

Кондуктометрийн шинжилгээний үндэслэгч нь Германы физикч, физик химич Ф.В.Г. Колрауш (1840-1910) 1885 онд анх удаа хүчтэй электролитийн уусмалын цахилгаан дамжуулах чанар ба тэдгээрийн концентрацийн хоорондын хамаарлыг тогтоох тэгшитгэлийг санал болгосон. IN

40-өөд оны дунд үе. 20-р зуун өндөр давтамжийн кондуктометрийн титрлэлтийн аргыг боловсруулсан. 60-аад оны эхэн үеэс. 20-р зуун кондуктометрийн детекторуудыг шингэний хроматографид ашиглаж эхэлсэн.

1 Аргын зарчим. Үндсэн ойлголтууд

Кондуктометрийн шинжилгээ (кондуктометр) нь электролитийн уусмалын цахилгаан дамжуулах чанар (цахилгаан дамжуулалт) ба тэдгээрийн концентрацийн хоорондын хамаарлыг ашиглахад суурилдаг.

Хоёр дахь төрлийн дамжуулагчийн электролитийн уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарыг тэдгээрийн цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжихэд үндэслэн хоёр электрод гагнасан шилэн сав (шил) бөгөөд тэдгээрийн хооронд туршилтын электролитийн уусмал байдаг. байрладаг. Хувьсах гүйдэл нь үүрээр дамждаг. Электродууд нь ихэвчлэн металл цагаан алтаар хийгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь электродын гадаргууг нэмэгдүүлэхийн тулд цагаан алтны нэгдлүүдийн уусмалаас электрохимийн тунадасжилтаар хөвөн цагаан алтаар бүрсэн байдаг.

Электролиз ба туйлшралын үйл явцтай холбоотой хүндрэлээс зайлсхийхийн тулд кондуктометрийн хэмжилтийг ээлжит цахилгаан талбарт хийдэг. Электродуудын хоорондох электролитийн уусмалын давхаргын цахилгаан эсэргүүцэл R, мөн эхний төрлийн дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл нь энэ давхаргын урт (зузаан) l-тай шууд пропорциональ ба электродын S талбайтай урвуу пропорциональ байна. гадаргуу:

R= ρ lS lkS

Энд p пропорциональ коэффициентийг цахилгаан эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг бөгөөд k \u003d 1 / p харилцан утга нь цахилгаан дамжуулах чанар (цахилгаан дамжуулалт) юм. R цахилгаан эсэргүүцлийг омоор, электролитийн уусмалын давхаргын зузаан l нь см-ээр хэмжигддэг тул электродын гадаргуугийн талбай S см2, дараа нь k цахилгаан дамжуулах чанарыг Ом-1 нэгжээр хэмждэг. см-1, эсвэл Ом-1 нь Сименс (См) тул - см-ийн нэгжээр см-1.

By физик утгаТодорхой цахилгаан дамжуулалт гэдэг нь 1 см-ийн хажуугийн урттай кубын хажуугийн хооронд байрлах электролитийн давхаргын цахилгаан дамжуулах чанар бөгөөд 1 см2 хөндлөн огтлолтой электролитийн уусмалын давхаргаар дамжин өнгөрөх гүйдэлтэй тоогоор тэнцүү байна. хэрэглэсэн цахилгаан потенциалын градиент 1 В/см.

Тодорхой цахилгаан дамжуулах чанар нь электролит ба уусгагчийн шинж чанар, уусмалын концентраци, температураас хамаарна.

Электролитийн уусмалын концентраци ихсэх тусам түүний цахилгаан дамжуулах чанар эхлээд нэмэгдэж, дараа нь дээд зэргээр дамждаг бөгөөд дараа нь буурдаг. Цахилгаан дамжуулах чанарын өөрчлөлтийн энэ шинж чанар нь дараахь шалтгаанаас үүдэлтэй. Эхлээд электролитийн концентраци нэмэгдэхийн хэрээр ионуудын тоо - гүйдэл дамжуулагч хэсгүүд - хүчтэй ба сул электролитийн аль алинд нь нэмэгддэг. Тиймээс уусмалын цахилгаан дамжуулах чанар (түүгээр дамжин өнгөрөх цахилгаан гүйдэл) нэмэгддэг. Дараа нь уусмалын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр түүний зуурамтгай чанар (ионуудын хөдөлгөөний хурд буурах) нэмэгдэж, ионуудын хоорондох электростатик харилцан үйлчлэл нь цахилгаан гүйдэл нэмэгдэхээс сэргийлж, хангалттай өндөр концентрацитай үед түүний бууралтад хувь нэмэр оруулдаг.

Сул электролитийн уусмалд концентраци нэмэгдэх тусам электролитийн молекулуудын диссоциацийн зэрэг буурч, энэ нь ионуудын тоо - гүйдэл дамжуулагч хэсгүүдийн тоо буурч, цахилгаан дамжуулах чанар буурахад хүргэдэг. Өндөр концентрацитай хүчтэй электролитийн уусмалд ионы холбоо (ионы ихэр, дэг гэх мэт) үүсэх боломжтой бөгөөд энэ нь цахилгаан дамжуулах чанарыг бууруулдаг.

Уусмалын зуурамтгай чанар буурч, ионуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, сул электролитийн хувьд тэдгээрийн иончлолын зэрэг нэмэгддэг тул электролитийн уусмалын хувийн цахилгаан дамжуулах чанар нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. (ионуудад задрах). Тиймээс кондуктометрийн тоон хэмжилтийг тогтмол температурт хийж, кондуктометрийн эсийг термостат хийх ёстой.

Кондуктометрийн хувьд тодорхой цахилгаан дамжуулах чанараас гадна эквивалент цахилгаан дамжуулалт X ба молийн цахилгаан дамжуулалт p-ийг ашигладаг. Физик утгаараа эквивалент цахилгаан дамжуулах чанар X нь ижил электродуудын хооронд байрлах 1 см зузаантай электролитийн уусмалын давхаргын цахилгаан дамжуулах чанар бөгөөд тэдгээрийн хоорондох электролитийн уусмалын эзэлхүүн нь 1 г-экв ууссан бодис агуулна. . Энэ тохиолдолд нэгж цэнэгийн дугаартай ижил хэсгүүдийн молийн массыг ("цэнэг") эквивалентын молийн массаар авна, жишээлбэл,

H+, Br - , 12Са2+, 13Fe3+ гэх мэт.

Эквивалент цахилгаан дамжуулах чанар нь электролитийн уусмалын концентраци буурах тусам нэмэгддэг. Уусмалыг хязгааргүй шингэлэх үед эквивалент цахилгаан дамжуулалтын хамгийн их утгад хүрнэ. Температурын өсөлттэй тэнцэх цахилгаан дамжуулах чанар нь тусгай дамжуулалттай адил нэмэгддэг. Эквивалент цахилгаан дамжуулах чанар X нь цахилгаан дамжуулах чанар (20) харьцаатай холбоотой:

λ= 1000 кc

Шууд кондуктометрийн хувьд шинжлэгдсэн уусмал дахь бодисын концентрацийг энэ уусмалын тодорхой цахилгаан дамжуулах чанарыг хэмжсэн үр дүнд үндэслэн тодорхойлно. Хэмжилтийн өгөгдлийг боловсруулахдаа тооцоолох арга ба шалгалт тохируулгын муруй арга гэсэн хоёр аргыг ашигладаг.

Тооцооллын арга. (10.20) тэгшитгэлийн дагуу тодорхой цахилгаан дамжуулах чанар k ба түүнтэй тэнцэх цахилгаан дамжуулах чанарыг мэддэг бол уусмал дахь электролитийн эквивалент c-ийн молийн концентрацийг тооцоолж болно.

: c = 1000 кλ

Температурын хяналттай кондуктометрийн эсийн цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжих үндсэн дээр цахилгаан дамжуулах чанарыг туршилтаар тодорхойлно.

Уусмалын эквивалент цахилгаан дамжуулах чанар λ катионуудын хөдөлгөөний нийлбэртэй тэнцүү байна λ+ ба анион X λ -:

λ = λ + + λ-

Хэрэв катион ба анионы хөдөлгөөнийг мэддэг бол концентрацийг (24) томъёогоор тооцоолж болно.

c = 1000 кλ + + λ-

Үүнийг шууд кондуктометрийн аргаар ханасан уусмал дахь бага уусдаг электролитийн концентрацийг (кальцийн сульфат, барийн сульфат; мөнгөний галогенид гэх мэт) тодорхойлох үед хийдэг. Шалгалт тохируулгын муруй арга. Хэд хэдэн стандарт уусмалуудыг бэлтгэсэн бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь шинжлэгдэх бодисын тодорхой концентрацийг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн цахилгаан дамжуулах чанарыг термостатаар удирддаг кондуктометрийн үүрэнд тогтмол температурт хэмждэг. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн абсцисса тэнхлэгийн дагуу жишиг уусмалын концентраци, ординатын тэнхлэгийн дагуу цахилгаан дамжуулах чанарын утгыг харуулсан тохируулгын графикийг бүтээв. (24) тэгшитгэлийн дагуу харьцангуй бага концентрацийн мужид баригдсан график нь ихэвчлэн шулуун шугам юм.

Өргөн хүрээний концентрацид (24) томъёонд багтсан катион ба анионы хөдөлгөөн мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөх үед шугаман хамаарлаас хазайлт ажиглагдаж байна.

Дараа нь яг ижил нөхцлөөр тодорхойлогддог электролитийн хувийн цахилгаан дамжуулах чанарыг c(X) тодорхойгүй концентрацитай анализ хийсэн уусмалд хэмжиж, графикаас хүссэн утгыг c(X) олно.

Жишээлбэл, баритын усан дахь барийн агууламжийг тодорхойлох - барийн гидроксидын ханасан уусмал.

Шууд кондуктометрийн хэрэглээ. Шууд кондуктометрийн арга нь энгийн, өндөр мэдрэмжээр тодорхойлогддог. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь сонгомол биш юм.

Шууд кондуктометрийг шинжилгээнд ашиглах нь хязгаарлагдмал. Энэ нь бага уусдаг электролитийн уусах чадварыг тодорхойлох, нэрмэл ус, шингэн хүнсний бүтээгдэхүүний (сүү, ундаа гэх мэт) чанарыг хянах, эрдэс, далай, голын ус болон бусад зарим давсны нийт давсны хэмжээг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. тохиолдлууд.

3 Кондуктометрийн титрлэлт

Кондуктометрийн титрлэлтийн үед титрлэлтийн явцыг хоёр идэвхгүй электродын (ихэвчлэн цагаан алтаар хийдэг) кондуктометрийн үүрэнд байрлах анализ хийсэн уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарын өөрчлөлтөөр хянадаг. Олж авсан өгөгдлүүд дээр үндэслэн титрлэгдсэн уусмалын цахилгаан дамжуулах чанар нь нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарах хамаарлыг харуулсан кондуктометрийн титрлэлтийн муруйг зурна. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг ихэвчлэн налуугийн өөрчлөлтийн муж дахь титрлэлтийн муруйн хэсгүүдийг экстраполяци хийх замаар олдог.Энэ нь ТЭ-ийн ойролцоо өнгө өөрчлөгддөг үзүүлэлтүүдийг ашиглах шаардлагагүй юм.

Кондуктометрийн титрлэхэд янз бүрийн төрлийн урвалуудыг ашигладаг: хүчил-суурь, исэлдэлт, хур тунадас, цогц үүсэх процесс. Кондуктометрийн титрлэлтийн хэрэглээ. Кондуктометрийн титрлэлтийн арга нь хэд хэдэн давуу талтай. Титрлэлтийг үүлэрхэг, өнгөт, тунгалаг орчинд хийж болно. Аргын мэдрэмж нь нэлээд өндөр байдаг - ~10~* моль/л хүртэл; тодорхойлох алдаа 0.1-2% байна. Шинжилгээг автоматжуулж болно. Аргын сул талууд нь сонгомол чанар багатай байдаг. Өндөр давтамжийн (радио давтамж) кондуктометрийн титрлэлтийн тухай ойлголт. Титрлэлтийн явцын дараа хувьсах гүйдлийн давтамж нь секундэд сая хэлбэлзэлд хүрч болох өөрчилсөн хувьсах гүйдлийн кондуктометрийн техникээр явагддаг. Ихэвчлэн электродуудыг титрлэх уусмалтай харьцахгүйн тулд титрлэлтийн савны (дамжуулагчийн эс) гадна талд байрлуулдаг (давхдаг).

Хэмжилтийн үр дүнд үндэслэн кондуктометрийн титрлэлтийн муруйг зурна. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг налуугийн өөрчлөлтийн бүсэд титрлэлтийн муруйн сегментүүдийг экстраполяци хийх замаар олно.

БҮЛЭГ 4. ДАМЖУУЛАЛТЫН ШИНЖИЛГЭЭ (ДАМЖУУЛГА МЕТРИЙН ШИНЖИЛГЭЭ)

4.1 Аргын мөн чанар

Полярографийн шинжилгээ (полярографи) нь гадны потенциалыг ашиглаж буй цахилгаан химийн (энэ тохиолдолд полярограф) эсийн цахилгаан параметрүүд болон түүнд агуулагдах шинжлэгдсэн уусмалын шинж чанаруудын хоорондын дараах хамаарлыг ашиглахад суурилдаг.

a) Чанарын полярографийн шинжилгээ нь өгөгдсөн нөхцөлд микроэлектрод дээр аналитикийн бууралт (эсвэл исэлдэлт) ажиглагдаж буй микроэлектрод хэрэглэж буй гадаад цахилгаан потенциалын утга ба бууруулах (эсвэл исэлдүүлэх) шинж чанарын хоорондын хамаарлыг ашигладаг. бодис.

б) Тоон полярографийн шинжилгээнд диффузийн цахилгаан гүйдлийн хэмжээ ба шинжилж буй уусмал дахь задлан шинжилж буй (багасгагч буюу исэлдүүлэгч) бодисын концентрацийн хоорондын хамаарлыг ашиглана. Цахилгааны параметрүүд - хэрэглэсэн цахилгаан потенциалын хэмжээ ба тархалтын гүйдлийн хэмжээ нь туйлшрал эсвэл гүйдлийн хүчдэлийн муруйг шинжлэх замаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь туйлширсан үүрэн дэх цахилгаан гүйдлийн хэмжээнээс хамаарлыг графикаар тусгадаг. микроэлектродын хэрэглээний потенциал. Тиймээс полярографийг заримдаа шууд вольтамметр гэж нэрлэдэг.

Мөнгөн ус дуслах (дусаах) электрод ашиглан шинжилгээний сонгодог полярографийн аргыг Чехийн эрдэмтэн Ярослав Хейровский (1890-1967) 1922 онд боловсруулж, санал болгосон боловч мөнгөн усны дуслын электродыг Чехийн физикч Б.Кучера аль эрт ашиглаж байжээ. 1903. 1925 онд Ж.Гейровский, М.Шиката нар анхны полярографыг зохион бүтээсэн нь туйлшралын муруйг автоматаар бүртгэх боломжтой болсон. Дараа нь полярографийн аргын янз бүрийн өөрчлөлтүүдийг боловсруулсан.

Дундаж тархалтын гүйдлийн iD-ийн утгыг Илковичийн тэгшитгэлээр тодорхойлно (25):

энд K - пропорциональ байдлын коэффициент, c - полярографийн идэвхтэй бодис-деполяризаторын концентраци (ммоль/л); iD нь хязгаарлах гүйдэл ба үлдэгдэл гүйдлийн хоорондох зөрүүг микроампераар хэмждэг.

Илковичийн тэгшитгэл дэх пропорциональ байдлын K коэффициент нь хэд хэдэн параметрээс хамаардаг бөгөөд тэнцүү байна.

K=607nD12m23τ16

энд n - электродын исэлдэлтийн урвалд оролцох электронуудын тоо; D - бууруулагч бодисын тархалтын коэффициент (см2/с); m - капилляраас секундэд урсах мөнгөн усны масс (мг); t нь хагас долгионы потенциалд мөнгөн усны дусал үүсэх хугацаа (секундэд) (ихэвчлэн энэ нь 3-5 секунд).

Диффузын коэффициент D нь температураас хамаардаг тул Илковичийн тэгшитгэл дэх пропорциональ байдлын K коэффициент нь температурын хувьд өөрчлөгддөг. Учир нь усан уусмал 20-50 хэмийн температурын хязгаарт полярографийн идэвхт бодис-деполяризаторын тархалтын коэффициент нь температурыг нэг градусаар нэмэгдүүлэхэд ойролцоогоор 3% -иар өсдөг бөгөөд энэ нь дундаж тархалтын гүйдлийн iD ~1-2% -иар нэмэгдэхэд хүргэдэг. . Тиймээс полярографи нь тогтмол температурт, ихэвчлэн 25 ± 0.5 ° C-д полярографийн эсийг термостатаар гүйцэтгэдэг.

Мөнгөн усны масс t ба уналтын хугацаа t нь мөнгөн усны уналтын электродын шинж чанар, хялгасан судас болон хялгасан судастай холбоотой усан сан дахь мөнгөн усны баганын өндрөөс хамаарна. Мөнгөн усны дусал микроэлектродын шилэн хялгасан судас нь ихэвчлэн гаднах диаметр нь 3-7 мм, дотоод диаметр нь 0.03-аас 0.05 мм, урт нь 6-15 см байдаг.Хялгасны доод төгсгөлөөс мөнгөн усны баганын өндөр савны мөнгөн усны гадаргуугийн дээд түвшин хүртэл 40-80 см; Шинжилгээнд хамрагдсан полярографийн уусмал дахь индифферент электролитийн агууламж нь тодорхойлох гэж буй деполяризацийн бодисын агууламжаас ойролцоогоор 100 дахин их байх ёстой бөгөөд полярографийн нөхцөлд фон электролитийн ионыг туйлшралын аргаар ялгарах хүртэл ялгаруулж болохгүй. идэвхтэй бодис.

Полярографи нь ус уусгагч, ус-органик хольц (ус - этанол, ус - ацетон, ус - диметилформамид гэх мэт) болон усан бус орчин (этанол, ацетон, диметилформамид, диметил сульфоксид гэх мэт) ашиглан хийгддэг.

Полярографи хийхээс өмнө ууссан хүчилтөрөгчийг зайлуулахын тулд инертийн хийн гүйдэл (азот, аргон гэх мэт) -ийг задлан шинжилж буй уусмалаар дамжуулдаг бөгөөд энэ нь мөн схемийн дагуу бууралтын улмаас туйлширсан долгион үүсгэдэг.

2H+ + 2e = H202

H202 + 2H+ + 2e = 2H20

Заримдаа шүлтлэг уусмалын хувьд инертийн хийн гүйдэл дамжуулахын оронд бага хэмжээний идэвхтэй бууруулагч бодис, натрийн сульфит, метолыг шинжилж буй уусмалд нэмж, ууссан хүчилтөрөгчийг түүнтэй урвалд оруулдаг.

4.2 Тоон полярографийн шинжилгээ

Дээр дурдсанаас үзэхэд тоон полярографийн шинжилгээ нь полярографийн уусмалд тодорхойлогдох полярографийн идэвхтэй деполяризацийн бодисын концентрациас хамааран диффузын гүйдлийн iD-ийг хэмжихэд үндэслэсэн болно.

Олж авсан поларограммыг шинжлэхдээ анализаторын концентрацийг тохируулгын муруй, стандарт нэмэлт, стандарт уусмалын аргаар олно.

a) Шалгалт тохируулгын муруй аргыг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ арга нь тус бүр нь шинжлэгдэх бодисын тодорхой концентрацийг агуулсан хэд хэдэн стандарт уусмалуудыг бэлтгэдэг.

Уусмал бүрийн туйлшралыг ижил нөхцөлд (инертийн хийн гүйдлийг үлээлсний дараа) хийж, поларограммыг гаргаж, E12 (бүх уусмалын хувьд ижил) ба диффузын гүйдлийн iD (бүх уусмалын хувьд өөр) утгыг авна. ) олддог. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн шалгалт тохируулгын графикийг iD-c координатаар бүтээдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн Илковичийн тэгшитгэлийн дагуу шулуун шугам юм.

Дараа нь шинжлэгдэх бодисын үл мэдэгдэх концентрацитай c(X) уусмалын полярографи хийж, поларограммыг гаргаж, диффузын гүйдлийн iD (X) утгыг хэмжиж, c(X) концентрацийг олно. тохируулгын муруй.

b) Стандарт нэмэлт арга. Шинжилгээнд хамрагдсан уусмалын поларограммыг шинжлэх бодисын үл мэдэгдэх концентрацитай c(X) олж авах ба тархалтын гүйдлийн хэмжээг олно, өөрөөр хэлбэл. поларограммын өндөр h. Дараа нь задлан шинжилж буй уусмалд тодорхой тодорхой хэмжээний анализ хийж, концентрацийг нь нэмэгдүүлнэ

c (st) -ийн утгыг дахин туйлшруулж, тархалтын гүйдлийн шинэ утгыг олно - полярографын өндөр h + △ h.

Илковичийн тэгшитгэлийн дагуу (25) бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

h = Kc(X), △ h = Kc(st),

хаана

h △ h = c(X)c(st) ба c(X) = h △ hc(st)

в) Стандарт шийдлийн арга. Хоёр уусмалын туйлшралыг ижил нөхцөлд хийдэг: тодорхойгүй концентрацитай c(X) шинжилгээнд хамрагдсан уусмал ба анализаторын тодорхой мэдэгдэж буй c(st) концентрацитай стандарт уусмал. Олж авсан полярографууд дээр c(X) ба c(st) концентраци дахь диффузын гүйдэлтэй харгалзах h(X) ба h(st) туйлын долгионы өндрийг олно. Илковичийн тэгшитгэлийн дагуу (25) бид:

(X) = Kc(X), h(st) = Kc(st),

Стандарт уусмалыг түүний концентраци нь тодорхойлох уусмалын концентрацид аль болох ойр байхаар бэлтгэдэг. Энэ нөхцөлд тодорхойлох алдаа багасна.

3 Полярографийн хэрэглээ

Аргын хэрэглээ. Полярографи нь бага хэмжээний органик бус болон органик бодисыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Тоон полярографийн шинжилгээний олон мянган аргыг боловсруулсан. Бараг бүх металлын катионууд, олон тооны анионууд (бромат, иод, нитрат, перманганатын ионууд), диазо бүлгүүд, карбонил, хэт исэл, эпокси бүлгүүд, давхар нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоо агуулсан янз бүрийн ангийн органик нэгдлүүдийг полярографийн аргаар тодорхойлох арга. нүүрстөрөгч-галоген, азот-хүчилтөрөгч, хүхэр-хүхрийн бонд хэлбэрээр.

Энэ арга нь салицилийн хүчил, норсульфазол, В витамины алкалоид, фолийн хүчил, нунтаг болон шахмал дахь келлин, никотинамид, пиридоксин гидрохлорид, хүнцлийн бэлдмэл, зүрхний гликозид, түүнчлэн эмийн бэлдмэл дэх хүчилтөрөгч, төрөл бүрийн хольцыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг фармакопейн арга юм.

Энэ арга нь өндөр мэдрэмжтэй (10"5-10T6 моль/л хүртэл); сонгомол; үр дүнгийн харьцангуй сайн давтагдах чадвартай (~2% хүртэл); өргөн хүрээний хэрэглээ; бодисын хольцыг ялгахгүйгээр шинжлэх боломжийг олгодог. өнгөт уусмал, бага хэмжээний уусмал (полярографийн эсүүд 1 мл хүртэл бага байж болно); уусмалын урсгалд дүн шинжилгээ хийх; шинжилгээг автоматжуулах."

Аргын сул тал нь мөнгөн усны хоруу чанар, исэлдүүлэгч бодис байгаа тохиолдолд амархан исэлдэх чадвар, ашигласан тоног төхөөрөмжийн харьцангуй нарийн төвөгтэй байдал зэрэг орно.

Полярографийн аргын бусад хувилбарууд. Тогтмол цахилгаан гүйдлийн үед жигд нэмэгдэж буй цахилгаан потенциал бүхий мөнгөн усны микроэлектродыг ашигладаг дээр дурдсан сонгодог туйлшралаас гадна полярографийн аргын бусад хувилбаруудыг боловсруулсан - дериватив, дифференциал, импульс, осциллограф полярографи; ээлжит гүйдлийн полярографи - мөн өөр өөр хувилбаруудад.

БҮЛЭГ 5. АМПЕРОМЕТР ТИТРЛЭЛ

Аргын мөн чанар. Амперометрийн титрлэлт (потенциостатик туйлшралын титрлэлт) нь нэг төрлийн вольтметрийн арга юм (полярографийн хамт). Энэ нь цахилгаан химийн элементийн электродуудын хоорондох гүйдлийн хэмжээг хэмжихэд суурилдаг бөгөөд тодорхой хүчдэлийг нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамааруулан тодорхойлно. Илковичийн тэгшитгэлийн дагуу (25):

Полярографийн эс дэх тархалтын гүйдэл iD их байх тусам полярографийн идэвхтэй бодисын концентраци c өндөр байна. Хэрэв полярографийн үүрэнд байрлах шинжлэгдсэн титрлэгдсэн уусмалд титрант нэмэхэд ийм бодисын концентраци буурч эсвэл нэмэгдэх юм бол тархалтын гүйдэл мөн буурч эсвэл нэмэгддэг. Эквивалентийн цэг нь титрлэгдсэн бодисын титрлэгчтэй урвалын төгсгөлд тохирсон тархалтын гүйдлийн бууралт эсвэл өсөлтийн огцом өөрчлөлтөөр тогтоогддог.

Нэг туйлшрах электродоор амперометрийн титрлэлт гэж нэрлэдэг ба гүйдлийн хязгаарын титрлэлт, полярографийн эсвэл туйлшралын титрлэлт, хоёр ижил туйлширдаг электродтой амперометрийн титрлэлт, эсвэл "гүйдэл бүрэн зогсох хүртэл" биамперометрийн титрлэлтийн хооронд ялгаа бий.

Нэг туйлшрах электродоор амперометрийн титрлэлт. Энэ нь титрлэгдсэн X бодис буюу титрантын гүйдлийн хүчдэлийн муруй дээрх хагас долгионы потенциалаас арай өндөр, микроэлектрод дээр тогтмол гадаад потенциалтай байх үед нэмсэн титрлэгчийн хэмжээнээс хамаарч туйлширсан үүрэн дэх гүйдлийг хэмжихэд суурилдаг. T. Ихэвчлэн сонгосон гадаад потенциал нь поларограмм X эсвэл T дээрх хязгаарлах гүйдлийн мужтай тохирч байна. Титрлэлтийг тохируулж болох хүчдэл бүхий тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрээс бүрдсэн суурилуулалт дээр гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнд гальванометр ба титрлэхэд зориулагдсан полярографийн элемент байдаг. цувралаар холбогдсон байна. Элементийн ажлын (заагч) электрод нь мөнгөн усны уналт электрод, тогтмол эсвэл эргэлддэг цагаан алт эсвэл бал чулуу электрод байж болно. Хатуу электродуудыг ашиглахдаа титрлэх явцад уусмалыг хутгах шаардлагатай. Лавлах электродын хувьд хлор-мөнгө эсвэл каломель электродуудыг ашигладаг. Нөхцөл байдлаас хамааран өгөгдсөн потенциал дахь янз бүрийн туйлширсан идэвхгүй электролитууд (HN03, H2S04, NH4NO3 гэх мэт) байдаг.

Нэгдүгээрт, амперометрийн титрлэлтийг хийх ёстой ижил нөхцөлд X ба T-ийн хувьд одоогийн хүчдэлийн муруйг (поларограмм) олж авдаг. Эдгээр муруйг харгалзан үзсэний үндсэн дээр туйлшралын идэвхтэй X эсвэл T-ийн хязгаарлах гүйдэлд хүрэх боломжит утгыг сонгоно.Сонгосон боломжит утгыг титрлэлтийн бүх процессын туршид тогтмол байлгана.

Амперометрийн титрлэхэд ашигласан титрант концентраци T нь X концентрациас ойролцоогоор 10 дахин их байх ёстой; Энэ тохиолдолд титрлэлтийн явцад уусмалыг шингэлэх засварыг оруулах шаардлагагүй болно. Үгүй бол поларограммыг авахад шаардлагатай бүх нөхцөл байдал ажиглагдаж байна. Температурын хяналтанд тавигдах шаардлага нь шууд туйлшралтай харьцуулахад бага хатуу байдаг, учир нь титрлэлтийн төгсгөл нь тодорхойлогддоггүй. үнэмлэхүй үнэ цэнэтархалтын гүйдэл, гэхдээ түүний хэмжээ огцом өөрчлөгдөх замаар.

Шинжилсэн X агуулсан уусмалыг полярографийн үүрэнд оруулж, титрант Т-ийг жижиг хэсгүүдэд нэмж, гүйдлийн i-г хэмжих бүрт нэмнэ. Гүйдлийн i-ийн утга нь туйлшралын идэвхтэй бодисын концентрацаас хамаарна. Эквивалентийн цэг дээр i-ийн утга эрс өөрчлөгддөг.

Амперометрийн титрлэлтийн үр дүнд үндэслэн титрлэлтийн муруйг байгуулна. Амперометрийн титрлэлтийн муруй нь гүйдлийн хэмжээг өөрчлөх график дүрслэл юм / нэмсэн титрлэгчийн V эзэлхүүнээс хамаарсан. Титрлэлтийн муруйг координатын гүйдлийн i - нэмсэн титрант T-ийн V хэмжээ (эсвэл титрлэлтийн зэрэг) -д байгуулна.

Титрлэгдэж буй X бодис ба титрлэгч Т-ийн шинж чанараас хамааран амперометрийн титрлэлтийн муруй нь янз бүрийн хэлбэртэй байж болно.

Биамперометрийн титрлэлтийг потенциометр бүхий шууд гүйдлийн эх үүсвэрээс бүрдэх суурилуулалт дээр уусмалыг хүчтэй хутгах замаар гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнээс тохируулж болох потенциалын зөрүүг (0.05-0.25 В) цахилгаан химийн элементийн электродуудад мэдрэмтгий микроамперметрээр дамжуулдаг. Титрлэхийн өмнө титрлүүлсэн уусмалыг сүүлийнх рүү хийж, микроамперметрийн уншилтаас үзэхэд гүйдэл гэнэт зогсох эсвэл гарч ирэх хүртэл титрлэгчийг хэсэг хэсгээр нэмнэ.

Цахилгаан химийн элементэд ашигладаг цагаан алтны электродуудыг төмрийн хлоридын нэмэлт агуулсан концентрацитай азотын хүчилд 30 минутын турш дүрж, дараа нь усаар угаана.

Биамперометрийн титрлэлт - фармакопейн арга; иодометр, нитритометр, акваметр, усан бус орчинд титрлэхэд ашигладаг.

БҮЛЭГ 6. КУЛОМЕТРИЙН ШИНЖИЛГЭЭ (КУЛОМЕТР)

1 Аргын зарчим

цахилгаан химийн кондуктометр титрлэлтийн кулометр

Кулометрийн шинжилгээ (кулометри) нь зөвхөн энэ бодисын электролизийн явцад цахилгаан химийн элементийн электролизийн явцад урвалд орсон бодисын масс m ба цахилгаан химийн элементээр дамжин өнгөрөх Q цахилгааны хэмжээ хоорондын хамаарлыг ашиглахад суурилдаг. М Фарадей электролизийн нэгдсэн хуулийн дагуу m масс (грамм) нь Q цахилгааны хэмжээтэй (кулоноор) хамааралтай (27)

энд M нь электролизийн явцад урвалд орсон бодисын молийн масс, г/моль; n - электродын урвалд оролцох электронуудын тоо;

96487 С/моль - Фарадей тоо.

Электролизийн үед цахилгаан химийн элементээр дамжсан Q цахилгааны хэмжээ (C) нь цахилгаан гүйдлийн i (A) ба электролизийн хугацаатай тэнцүү байна. τ ( в-д):

Хэрэв Q цахилгааны хэмжээг хэмжсэн бол (27)-ын дагуу m массыг тооцоолох боломжтой.Электролизийн явцад цахилгаан химийн элементээр дамжсан Q цахилгааны нийт хэмжээг зөвхөн цахилгаан энергид зарцуулсан тохиолдолд энэ нь үнэн юм. энэ бодисын электролиз; хажуугийн процессуудыг хасах хэрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл одоогийн гаралт (үр ашиг) 100% байх ёстой.

М.Фарадейгийн электролизийн нэгдсэн хуулийн дагуу электролизийн явцад урвалд орсон бодисын масс m (г)-ийг тодорхойлохын тулд тухайн бодисыг цахилгаан химийн хувиргахад зарцуулсан Q цахилгааны хэмжээг хэмжих шаардлагатай. тодорхойлохдоо кулоноор энэ аргыг кулометр гэж нэрлэдэг. Кулометрийн хэмжилтийн гол ажил бол Q цахилгааны хэмжээг аль болох нарийвчлалтай тодорхойлох явдал юм.

Кулометрийн шинжилгээг амперостатик (гальваностатик) горимд хийдэг, өөрөөр хэлбэл. тогтмол цахилгаан гүйдлийн үед i=const эсвэл ажлын электродын хяналттай тогтмол потенциал (потенциостатик кулометр) үед электролизийн үед цахилгаан гүйдэл өөрчлөгдөх (багарах) үед.

Эхний тохиолдолд Q цахилгааны хэмжээг тодорхойлохын тулд электролизийн хугацаа t (s), шууд гүйдэл / (A) -ийг аль болох нарийвчлалтай хэмжиж, (10.28) томъёог ашиглан Q-ийн утгыг тооцоолоход хангалттай.

Хоёрдахь тохиолдолд Q-ийн утгыг тооцоолол эсвэл химийн колометрээр тодорхойлно.

Шууд кулометр ба шууд бус кулометр (кулометрийн титрлэлт) байдаг.

Аргын мөн чанар. Шууд гүйдэлтэй шууд кулометрийг бараг ашигладаггүй. Ихэнхдээ кулометрийг ажлын электродын хяналттай тогтмол потенциал эсвэл шууд потенциостатик кулометрээр ашигладаг.

Шууд потенциостатик кулометрийн үед шууд тодорхойлогдсон бодисыг электролизд оруулдаг. Энэ бодисыг электролиз хийхэд зарцуулсан цахилгааны хэмжээг хэмжиж, тодорхойлох бодисын масс m-ийг тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолно.

Электролизийн явцад ажлын электродын потенциалыг тогтмол байлгадаг, E=const, үүнд ихэвчлэн потенциостатуудыг ашигладаг. Потенциал E-ийн тогтмол утгыг электролиз хийх ижил нөхцөлд олж авсан гүйдлийн i - потенциал E (туйлшрал судлалын хувьд) координат дээр зурсан гүйдлийн хүчдэл (туйлшрал) муруйг харгалзан үзээд урьдчилсан байдлаар сонгоно. явуулсан. Ихэвчлэн E потенциалын утгыг тодорхойлж буй бодисын хязгаарлах гүйдлийн талбайтай тохирч, түүний хагас долгионы потенциал E12 (-0,05-0,2 В)-аас бага зэрэг давсан байна. Полярографийн нэгэн адил энэ боломжит утгын хувьд тулгуур электролитийг электролизд оруулах ёсгүй.

Электролизийн процесс тогтмол потенциалтай явагдах тусам электродын урвалд оролцож буй цахилгаан идэвхт бодисын концентраци буурдаг тул эсийн цахилгаан гүйдэл буурдаг. Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдэл нь экспоненциал хуулийн дагуу t = O үеийн анхны i0 утгаас t үеийн i утга хүртэл буурдаг.

Энд k коэффициент нь урвалын шинж чанар, электрохимийн эсийн геометр, ажлын электродын талбай, анализын тархалтын коэффициент, уусмалын хутгах хурд, түүний эзэлхүүнээс хамаарна.

Шууд потепциостатик кулометрийн уусмалаар дамжин өнгөрөх цахилгааны хэмжээг тодорхойлох арга. Q утгыг тооцоолох аргууд эсвэл химийн колометр ашиглан тодорхойлж болно.

a) i-ийн m-ээс хамааралтай муруйн доорх талбайгаас Q-ийн утгыг тооцоолох Q-г мэдэгдэхүйц алдаагүйгээр тодорхойлохын тулд арга нь электролизийн процессыг бараг бүрэн дуусгахыг шаарддаг. урт хугацаа. Практикт дээр дурдсанчлан талбайг m-д харгалзах утгаар хэмждэг

0.001i0 (i0-ийн 0.1%).

б) In / м-ийн хамаарал дээр үндэслэн Q-ийн утгыг тооцоолох. Үүний дагуу бид:

Q = 0∞i0e-k τ г τ =i00∞e-k τ г τ =I0k

Учир нь

∞i0e-k τ г τ = - k-1 e-k∞-e-k0= k-10-1=k-1

Шууд кулометрийн хэрэглээ. Энэ арга нь өндөр сонгомол, мэдрэмжтэй (10~8-10~9 г хүртэл буюу ~10~5 моль/л хүртэл), дахин үржих чадвартай (~1-2% хүртэл) бөгөөд агуулгыг тодорхойлох боломжтой болгодог. бичил хольц. Аргын сул тал нь шинжилгээний өндөр нарийн төвөгтэй байдал, үргэлжлэх хугацаа, үнэтэй тоног төхөөрөмжийн хэрэгцээ зэргийг багтаадаг.

Шууд кулометрийг тодорхойлоход ашиглаж болно - катодын бууралтад - металлын ионууд, органик нитро ба галоген деривативууд; анод исэлдэлтийн үед - хлорид-, бромид-, иодид-, тиоцианатын анионууд, металлын ионууд нь исэлдэлтийн өндөр түвшинд шилжих үед, жишээлбэл: As (IH) -> As (V), Cr (II) - > Cr(III), Fe(II) -» Fe(III), T1(I) -> Tl(III) гэх мэт.

Дээр дурдсанчлан шууд кулометр хийх нь нэлээд хөдөлмөр, урт юм. Нэмж дурдахад зарим тохиолдолд цахилгаан химийн үндсэн урвал дуусахаас өмнө хажуугийн процессууд мэдэгдэхүйц явагдаж эхэлдэг бөгөөд энэ нь одоогийн үр ашгийг бууруулж, дүн шинжилгээ хийхэд ихээхэн алдаа гаргахад хүргэдэг. Тиймээс шууд бус кулометрийг ихэвчлэн ашигладаг - кулометрийн титрлэлт.

3 Кулометрийн титрлэлт

Аргын мөн чанар. Кулометрийн титрлэлтийн үед электрохимийн үүрэнд уусмалд байгаа аналит X нь "титрант" Т-тэй урвалд ордог - энэ нь уусмалд байгаа туслах бодисын электролизийн явцад генераторын электрод дээр тасралтгүй үүсдэг (үүсдэг) бодис юм. . Титрлэлтийн төгсгөл нь бүх шинжлэгч X нь үүсгэсэн "титрант" Т-тэй бүрэн урвалд орж, индикаторын аргаар эсвэл ТЭ-ийн ойролцоо өнгө өөрчилдөг тохирох индикаторыг уусмалд оруулах, эсвэл багажийн аргыг ашиглан нүдээр засах үе юм. - потенциометрийн, амперометрийн, фотометрийн.

Тиймээс кулометрийн титрлэлтийн үед титрлэгчийг бюретээс титрлэгдэж буй уусмал руу нэмдэггүй. Генераторын электрод дээр электродын урвалын явцад тасралтгүй үүсдэг Т бодис нь титрлэгчийн үүргийг гүйцэтгэдэг. Титрлэгчийг гаднаас нь титрлэсэн уусмал руу оруулж, нэмсэнээр шинжлэгч бодистой урвалд ороход ердийн титрлэх үйл явц ба үүсэх явцдаа урвалд ордог Т бодис үүсэхтэй адил төстэй зүйл байгаа нь ойлгомжтой. шинжлэгчтэй хамт. Тиймээс авч үзэж буй аргыг "кулометрийн титрлэлт" гэж нэрлэсэн.

Кулометрийн титрлэхэд нэмсэн титрийн эзэлхүүний оронд электролизийн t хугацаа ба одоогийн i-г хэмждэг. Электролизийн явцад Кулометрийн эсэд Т бодис үүсэх процессыг титрант үүсгэх гэж нэрлэдэг.

Тогтмол гүйдлийн үед Кулометрийн титрлэлт. Амперостатик горимд (тогтмол гүйдлийн үед) кулометрийн титрлэлтийн үед электролиз хийх t хугацааг хэмжиж, электролизийн үед зарцуулсан Q цахилгааны хэмжээг томъёогоор тооцоолж, дараа нь шинжлэгдэх бодисын X массыг олно. харьцаа.

Жишээлбэл, HC1 давсны хүчлийн уусмалыг кулометрийн титрлэлтийн аргаар стандартчилах нь усны электролизийн явцад цагаан алтны катод дээр үүссэн OH- гидроксидын ионтой HC1 агуулсан стандартчилсан уусмалын устөрөгчийн ион H30+ титрлэх замаар хийгддэг.

H20 + 2e = 20H- + H2

Үүссэн титрант - гидроксидын ионууд нь уусмал дахь H30+ ионуудтай урвалд ордог.

H30+ + OH- = 2H20

Титрлэлтийг фенолфталеины индикаторын дэргэд хийж, уусмалын цайвар ягаан өнгө гарч ирэх үед зогсооно. Тогтмол гүйдлийн утгыг i (амперээр) ба титрлэхэд зарцуулсан t (секундээр) цагийг мэдэж, (28) томъёог ашиглан Q цахилгааны хэмжээг (кулоноор) тооцоолж, томъёо (27) - массыг (грамаар) ашиглана. ) Кулометрийн эсэд (генераторын сав) нэмсэн стандартчилагдсан HCl уусмалын хэсэг дэх урвалд орсон HC1-ийн.

Кулометрийн титрлэлтийн нөхцөл. Дээр дурдсанаас харахад кулометрийн титрлэлтийг хийх нөхцөл нь гүйдлийн үр ашгийг 100% хангах ёстой. Үүний тулд дор хаяж дараах шаардлагыг хангасан байх ёстой.

a) Ажлын электрод дээр титрлэгч үүсгэдэг туслах урвалж нь уусмалд шинжлэгдэх бодистой харьцуулахад их хэмжээний илүүдэлтэй байх ёстой (~ 1000 дахин илүү). Эдгээр нөхцөлд электрохимийн гаж нөлөөг ихэвчлэн арилгадаг бөгөөд тэдгээрийн гол нь дэмжих электролит, жишээлбэл, устөрөгчийн ионыг исэлдүүлэх эсвэл багасгах явдал юм.

H+ + 2e = H2

б) Арын электролитийн ионуудын оролцоотой урвалаас зайлсхийхийн тулд электролизийн үед тогтмол гүйдлийн i=const утга нь туслах урвалжийн тархалтын гүйдлийн утгаас бага байх ёстой.

в) Электролизийн үед зарцуулсан цахилгааны хэмжээг аль болох нарийвчлалтай тодорхойлох шаардлагатай бөгөөд үүний тулд тоолуурын эхлэл ба төгсгөл, электролизийн гүйдлийн хэмжээг нарийн бүртгэх шаардлагатай.

Тогтмол потенциалтай Кулометрийн титрлэлт.

Кулометрийн титрлэлтийн потенциостатик горимыг бага ашигладаг.

Потенциостатик горимд кулонометрийн титрлэлтийг ажлын электрод дахь бодисын гадагшлуулах потенциалтай харгалзах тогтмол потенциалын утгаар, жишээлбэл, цагаан алтны ажлын электрод дээр M "* металлын катионуудыг катодын бууралтын үед гүйцэтгэдэг. Урвал үргэлжлэх тусам, Бүх металлын катионууд урвалд орох хүртэл потенциал тогтмол хэвээр байх ба үүний дараа уусмалд потенциал тодорхойлох металл катион байхгүй тул огцом буурдаг.

Кулометрийн титрлэлтийн хэрэглээ. Кулометрийн титрлэхэд титриметрийн шинжилгээний бүх төрлийн урвалыг ашиглаж болно: хүчил-суурь, исэлдэлт, хур тунадас, цогц үүсэх урвал.

Тиймээс катод дээрх усны электролизийн явцад үүссэн цахилгаанжуулсан OH-ионуудтай кулометрийн хүчил-суурь титрлэх замаар бага хэмжээний хүчлийг тодорхойлж болно.

H20 + 2e = 20N "+ H2

Усны электролизийн үед анод дээр үүссэн H+ устөрөгчийн ионоор суурийг мөн титрлэж болно.

H20-4e = 4H+ + 02

Редокс бромометрийн кулометрийн титрлэлтийн тусламжтайгаар хүнцэл (III), сурьма (III), иодид, гидразин, фенол болон бусад органик бодисуудыг тодорхойлж болно. Анод дээр цахилгаан үүсгэсэн бром нь титрлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

VG -2e = Vg2

Хур тунадасны кулометрийн титрлэлт нь галидын ион ба хүхэр агуулсан органик нэгдлүүдийг цахилгаан үүсгэсэн мөнгөний катионоор Ag+, цайрын Zn2+ катионыг цахилгаан үүсгэсэн ферроцианидын ионоор тодорхойлох боломжтой. Металл катионуудын комплексометрийн кулометрийн титрлэлтийг мөнгөн ус (II) комплексонатын катод дээр цахилгаан үүсгэсэн EDTA анионуудын тусламжтайгаар хийж болно.

Кулометрийн титрлэлт нь өндөр нарийвчлалтай, тоон шинжилгээнд өргөн хүрээний хэрэглээтэй бөгөөд бага хэмжээний бодис, бага тэсвэртэй нэгдлүүдийг (тэдгээр нь үүссэний дараа шууд урвалд ордог тул), жишээлбэл, зэс (1), мөнгө (H) тодорхойлох боломжийг олгодог. , цагаан тугалга (P), титан (III), манган (III), хлор, бром гэх мэт.

ДҮГНЭЛТ

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд нь электродууд эсвэл электрод хоорондын зайд тохиолддог процессууд дээр суурилдаг. Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд нь хамгийн эртний физик, химийн шинжилгээний аргуудын нэг юм (заримыг 19-р зууны төгсгөлд тодорхойлсон). Тэдний давуу тал нь тоног төхөөрөмж, шинжилгээний техникийн өндөр нарийвчлал, харьцангуй энгийн байдал юм. Өндөр нарийвчлалыг цахилгаан химийн шинжилгээний аргуудад ашигладаг маш нарийн хуулиуд, жишээлбэл, Фарадейгийн хууль гэж тодорхойлдог. Тэд цахилгааны нөлөөллийг ашигладаг бөгөөд энэ нөлөөллийн үр дүн (хариулт) нь цахилгаан дохио хэлбэрээр гарч ирдэгт маш их тав тухтай байдаг.

Энэ нь тоолох өндөр хурд, нарийвчлалыг хангаж, автоматжуулалтын өргөн боломжийг нээж өгдөг. Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд нь сайн мэдрэмж, сонгомол чанараараа ялгагддаг бөгөөд зарим тохиолдолд микроанализтай холбоотой байж болно, учир нь заримдаа 1 мл-ээс бага уусмал хангалттай байдаг. Тэдний багаж нь электролитийн уусмал бүхий сав бөгөөд дор хаяж хоёр электродыг дүрдэг электрохимийн эс юм. Шийдвэрлэж буй асуудлаас хамааран савны хэлбэр, материал, электродын тоо, шинж чанар, уусмал, шинжилгээний нөхцөл (хэрэглэсэн хүчдэл (гүйдэл) ба бүртгэгдсэн аналитик дохио, температур, холих, инертийн хий цэвэрлэх гэх мэт) байж болно. өөр. Тодорхойлох бодисыг эсийг дүүргэх электролитийн найрлагад болон аль нэг электродын найрлагад оруулж болно.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд тоглох том үүрэгВ орчин үеийн ертөнц. Өнөө үед байгаль орчныг хамгаалах нь онцгой чухал юм. Эдгээр аргуудыг ашиглан янз бүрийн органик болон органик бус бодисын асар их хэмжээний агуулгыг тодорхойлох боломжтой. Одоо тэд аюултай бодисыг тодорхойлоход илүү үр дүнтэй болсон.

Шинжилгээний цахилгаан химийн аргууд нь задлан шинжилж буй бодисыг цахилгаан гүйдэлтэй харилцан үйлчлэх үед потенциал, гүйдлийн хүч болон бусад шинж чанарыг хэмжихэд суурилдаг.

Цахилгаан химийн аргуудыг гурван бүлэгт хуваадаг.

¨ гүйдэл байхгүй үед үүсэх электродын урвалд суурилсан аргууд (потенциометр);

¨ гүйдлийн нөлөөн дор үүсэх электродын урвалд суурилсан аргууд (вольтамметр, кулометр, электрогравиметр);

¨ электродын урвалгүйгээр хэмжилтэд суурилсан аргууд (кондуктометр - бага давтамжийн титрлэлт ба осциллометр - өндөр давтамжийн титрлэлт).

Хэрэглэх аргын дагуу цахилгаан химийн аргуудыг ангилдаг Чигээрээ, бодисын агууламжаас аналитик дохионы шууд хамааралд үндэслэн, ба шууд бус(титрлэлтийн үед эквивалентийн цэгийг тогтоох).

Аналитик дохиог бүртгэхийн тулд хоёр электрод шаардлагатай - заагч ба харьцуулалт. Потенциал нь тодорхойлогдож буй ионуудын идэвхжилээс хамаардаг электродыг нэрлэнэ үзүүлэлт. Энэ нь уусмал дахь ионуудын концентрацийн өөрчлөлтөд хурдан бөгөөд урвуу хариу үйлдэл үзүүлэх ёстой. Потенциал нь тодорхойлогдож буй ионуудын идэвхжилээс хамаарахгүй, тогтмол хэвээр байгаа электродыг нэрлэдэг лавлагаа электрод.

Потенциометри

Потенциометрийн аргань буцах гальваник эсийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг хэмжихэд үндэслэсэн бөгөөд уусмал дахь ионы концентрацийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг.

Энэ аргыг өнгөрсөн зууны төгсгөлд 1889 онд Уолтер Нернст электродын потенциалыг үйл ажиллагаатай (бодисын концентраци) холбосон тэгшитгэлийг гаргасны дараа боловсруулсан.

стандарт электродын потенциал хаана байна, V; 0.059 нь бүх нийтийн хийн тогтмол (), үүнд тогтмол байна. үнэмлэхүй температурба Фарадей тогтмол (); электродын урвалд оролцож буй электронуудын тоо; мөн бодисын исэлдсэн болон бууруулсан хэлбэрийн үйл ажиллагаа юм.

Металл хавтанг уусмалд дүрэх үед металл уусмалын интерфэйс дээр тэнцвэр үүснэ.

Би 0 ↔ Би n+ + nē

ба электродын потенциал үүснэ. Энэ потенциалыг хэмжих боломжгүй боловч гальваник эсийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг хэмжиж болно.

Судалгаанд хамрагдсан гальваник эс нь нэг уусмалд (шилжүүлэлтгүй элемент) эсвэл өөр өөр найрлагатай хоёр уусмалд дүрж болох хоёр электродоос бүрдэх ба бие биетэйгээ шингэн холбоо барих (дамжуулах хэлхээ) юм.

Потенциал нь тодорхойлогдож буй ионуудын идэвхжилээс хамаардаг электродыг нэрлэнэ үзүүлэлт: E \u003d f (c). Потенциал нь тодорхойлогдож буй ионуудын концентрацаас хамаарахгүй, тогтмол хэвээр байгаа электродыг нэрлэдэг лавлагаа электрод. Энэ нь заагч электродын потенциалыг хэмжихэд хэрэглэгддэг.

Бодисын найрлагыг цахилгаан химийн аргаар тодорхойлох. Цахилгаан химийн судалгааны аргууд

Нууц үг сэргээх