Способы потенциометрического анализа Ионометрия, рН-метрия

Способ определения концентрации ионов по измерению потенциала ионоселективного мембранного электрода называют ионометрией.

Приборы для прямой потенциометрии называют иономерами. Наиболее широкое применение нашла прямая потенциометрии для определения рН растворов с использованием стеклянного электрода. Потенциал стеклянного электрода описывается уравнением

E = k – 0,059рН

В качестве электрода сравнения используется хлорсеребряный электрод. Электроды помещают в анализируемый раствор и измеряют рН этого раствора с помощью прибора рН-метра.

При использовании других ионоселективных электродов готовят ряд растворов с известными концентрациями анализируемых ионов. Строят градуироваочный график зависимости потенциала индикатороного электрода от отрицательного десятичного логарифма к концентрации анализируемого иона. Измерив потенциал индикаторного электрода в растворе с неизвестной концентрацией, по градуировочному нрафику находят его концентрацию.

Потенциометрическое титрование

Зависимость потенциала индикаторного электрода от состава раствора используют для нахождения объёма в конечной точке титрования.

Объём титранта в конечной точке титрования находят разными способами. Строят кривую титрования в координатах: потенциал – объём титранта (интегральная кривая) и графически находят объём титранта в конечной точке титрования.

Слайд 9

Другой способ состоит в построении дифференциальной кривой: на оси ординат откладывают отношение ∆E/∆V, а на оси абсцисс – объём прибавленного титранта V. Максимум на кривой титрования соответствует объёму титранта в конечной точке титрования.

Кулонометрический анализ (кулонометрия) Принципы метода.

Кулонометрический анализ (кулонометрия)основан на использовании зависимости между массой m вещества, прореагировавшего при электролизе в электрохимической ячейке, и количеством электричества Q, прошедшего через электрохимическую ячейку при электролизе только этого вещества. В соответствии с объединённым законом электролиза Фарадея масса m (в граммах) связана с количеством электричества Q (в кулонах) соотношением

m = QM/nF, (1)

где M – молярная масса вещества, прореагировавшего при электролизе, г/моль; n – число электронов, участвующих в электродной реакции; F – 96487 Кл/моль – число фарадея.

Количество электричества Q (в Кл), прошедшее при электролизе через электрохимическую ячейку, равно произведению электрического тока i (в А) на время электролиза τ (в с);

Q = iτ (2)

Если измерено количество электричества Q, то согласно (1)можно рассчитать массу m. Это справедливо в том случае, когда всё количество электричества Q, прошедшее при электролизе через электрохимическую ячейку, израсходовано только на электролиз данного вещества; побочные процессы должны быть исключены, т.е. выход по току должен быть равен 100%.

Главная задача кулонометрических измерений – как можно более точно определить количество электричества Q.

Кулонометрический анализ проводят либо в гальваностатическом режиме, т.е. при постоянном электрическом токе, либо при контролируемом постоянном потенциале рабочего электрода (потенциостатическая кулонометрия), когда электрический ток уменьшается в процессе электролиза.

В первом случае для определения количества электричества Q достаточно как можно более точно измерить время электролиза τ(с), постоянный ток i(А) и рассчитать величину Q по формуле (2).

Во втором случае величину Q определеяют либо расчётным способом, либо с помощью химических кулонометров.

Различают прямую кулонометрию и косвенную кулонометрию (кулонометрическое титрование).