2.1. Электрохимические методы анализа

1. Кондуктометрия;

2. Потенциометрия;

3. Полярография;

4. Вольтамперометрия

3. Кондуктометрия

3.1. Теоретические основы

Кондуктометрия – метод анализа, основанный на измерении электропроводности растворов.

Электропроводностью раствора (W) – называют его способность проводить электрический ток, при наличии электрического поля, и обусловленною направленным движением ионов в электрическом поле.

W, [Cм; Ом ^-1]

W= (1)

W=æ (2)

Удельная электропроводность (æ) – представляет собой электропроводность раствора находящегося между 2-мя параллельными электродами площадью 1см² расположенными на расстоянии 1 см.

æ ,[См · см^-1]

æ= (3)

Эквивалентная электропроводность () – это электропроводность раствора содержащего 1 моль (1 г-экв) электролита в 1 см³ раствора.

Численно она равна отношению удельной электропроводности к молей вещества в 1 мл.

, [См·см²·моль^-1]

= (4)

, [моль ∕мл]

Если воспользоваться эквивалентной молярной (нормальной) концентрацией [моль/л], то  имеет вид:

= (5)

Предельная эквивалентная электропроводность

Пусть имеются два электрода, с площадью сечения 1см², находящиеся на расстоянии 1см друг от друга. Обозначим абсолютные скорости движения ионов между электродами в этом случае, при разности потенциалов равной 1 В, как V₊ и V-, тогда при разности потенциалов равной U и расстоянии между электродами равному l, абсолютные скорости будут равны:

Для катионов:

(6)

Для анионов:

Ток, который проходит через поперечное сечение S, за одну секунду, при этих условиях равен:

I= F·(V₊ + V_-) (7)

Так как, исходя из закона Ома:

W= (8)

то электропроводности (W, æ, ) равны:

W= F·(V₊ + V_-) (9)

Так как S и l равны 1

æ= F·(V₊ + V_-), (10)

= ·F·(V₊ + V_-) (11)

Величина в 96500 раз (число Фарадея [Кл/моль]) больше, чем абсолютные скорости движения ионов называется подвижностью ионов в растворе и обозначается  ₊ и  _-

Для катионов:  ₊ =F·V₊

(12)

Для анионов:  _-=F·V_-

=·( ₊ +  _-) (13)

При уменьшении концентрации степень диссоциации увеличивается и при бесконечном разбавлении (С0, 1)  стремится принять максимальное значение, которое называется – предельной эквивалентной электропроводностью при бесконечном разбавлении.

Согласно закону Кольрауша:

⁰ = (⁰ ₊ + ⁰ _-) (14)

Величины подвижностей ионов являются константами и приведены в таблицах. Они включают в себя величины зарядов ионов, поэтому можно сравнивать величины подвижностей ионов с различными зарядами.

3.2. Влияние различных факторов на электропроводность

Электропроводность зависит от числа переносчиков заряда и от скорости их движения.