Жоспар

1. Вольтамперметрия

2. Диэлектрометрия

3. Электрогравиметрия

4. Электр мөлшерін (Q)

5. Гальваникалық элементтің кернеуі

6. Электродты потенциал

7. Заттың электрохимиялық эквиваленті

8. Фарадей тұрақтысы

9. Электр кедергісі

10. Меншікті электр кедергісі

11. Электрлік қозғалғыштық

12. Электрлік өрістің кернеулігі

13. Электр сыйымдылығы

14. Пайдаланған әдебиет

Талдаудың электрохимиялық әдістері

Талдаудың электрохимиялық әдістері. Қазіргі кездегі аналитикалық химияны XX ғасырда қарқынды дами бастаған сапалық жоне сандық талдаудың электрохимиялық әдістерінсіз қарастыру мүмкін емес. Оның кауырт дами бастауы теориялық электрохимиямен және өлшеуіш радиоэлектрондық аппаратураларды зерттеумен байланысты. Мұнсыз талдаудың электрохимиялық әдістері жоғары сезімталдық, дәлме-дәлдік, тездік, қайта өңдеп шығару, автоматтандыру мен компьютерлену сияқты қасиеттерге жете алмаған болар еді.

Электрохимиялық ұяшықтарда пайдаланатын электрохимиялық эффектілер мен процестер көптеген параметрлерге тәуелді: ерітінділердің, балқымалар мен қоспалардың құрамы мен табиғатына; қолданылатын электродтардың жасалуы мен құрылысына; радиоэлектродтық зерттеу аппаратураларына; ұяшықтың құрылыс-құрылымына. Талдаудың электр химиялық одістерінің сан түрлілігі осыларға байланысты.

Электрохимиялық әдістің көмегімен кез келген агрегаттық күйдегі анорганикалық және органикалык қосылыстарды сандық және сапалық тұрғыдан талдауға болады. Зерттелетін ортадағы электр химиялық процестер өзара жанасатын фаза шекараларында немесе олардың көлемінде жүреді, олар құрылымның, валенттік күйдін, химиялық құрамның, концентрациянын және басқа да параметрлердің өзгерісімен байланысты.

Электрохимиялық талдау әдістерін әрқайсысын жіктеуге болатын топ-топтарға бөліп қарастыруға болады. Мысалы, потенциометрия, кондуктометрия және жоғаргы жиіліктегі титрлеу, вольт-амперметрия және полярография, кулонометрия, диэлектрометрия.

Потенциометрияға электр қозғаушы күші (ЭҚК) немесе қайтымды электролитті тізбектегі рН не рХ электродтарға тиісті потенциалдарды өлшеуге негізделген әр түрлі физикалық-химиялық шамаларды, иондардың не молекулалардың концентрациясын анықтайтын әдістер жатады. Потенциометрияның негізін салған В.Нернст (1889). Ол электродтардың тепе-теңдік жағдайындағы потенциалын анықтауға арналған әйгілі теңдеуді ұсынған. Алғашқы потенциометрлік титрлеуді 1893 жылы жүргізген Р.Беренд.

Вольтамперметрия.

Полярографиялық әдісті 1922 жылы Я. Гейровский ашқан, мұны кейде вольт-амперметрлік әдіс деп атайды. Бұл әдіс токпотенциалын өлшеуге, әрі олардың арасындағы тәуелділік қисықтарын шешуге, талдауға негізделген. Алынған деректерге суйеніп, талданатын қосылыс сапалық, әрі сандық тұрғыдан сипатталады. Бұл тарауда полярографиялық әдістің сандық талдауы қарастырылады. Ол анықталатын заттын концентрациясына тәуелді өзгеріп отыратын шекті диффузиялық токты анықтауға негізделген.

Полярографиядағы басты шарттың бірі - электродтардағы ток тығыздықтарының үлкен айырмашылықта болуы. Бұл электро-химиялық реакция жүретін электродтағы жұмысшы беттің аз, әрі оған сәйкес ток тығыздыгының жоғары болуынан. Ал, екінші қосымша электродтың беткі ауданы үлкен болуы керек, ондай электродқа электролизер түбіндегі сынап, каломельді электрод және т.б. жатады.

Әдетте, сынап электродынын тамшысын жұмысшы электрод ретінде қолданады. Сұйық сынаптың қатты металдан көп артықшылығы бар. Электролиз кезінде қайта қалпына келген металдар сынап тамшысымен әрекеттесе келіп, амальгама түзеді. Сондықтан тамшы беті ылғи да "таза", әрі қатаң түрде қайталанып отырады. Сонымен қатар сынап мөлшері ерітіндімен, онын құрамындағы талдалылатын қосылыспен салыстырғанда тым аз болатындықтан өлшеу кезінде оның концентрациясы өзгеріссіз қалады. Сынап электродының кернеуі шамадан тыс жоғары болғандықтан, сутегі бөлінбейді, ал бұл жай мырыш, марганец сияқты активті металдарды анықтауға мүмкіндік береді.

Электролиттік ұяшықтағы электродқа түсірген кернеу катод пен анодтагы поляризациялануды тудырып, токтың электролит арқылы өтуіне жүмсалады:

Е = Е_а - Е_к + I R.

мұндағы Е_я мен Е_к - анод пен катодтың потенциалдары, R - электролиттік ұяшықтың кедергісі, I - одан өткен ток күші. Егер ерітіндіде бейтарапты злектролит болса, онда кедергі шамасы өте кіші болып, оның ток күшіне кебейтіндісін ескермеуге болады.

Ал қосымша электродтың беткі ауданының үлкен екенін ескерсе, оның поляризациялануы шамалы ғана болады да, Е=Е_К теңеледі, яғни сыртқы кернеудің өзгерісі толығымен дерлік жұмысшы электродтын потенциалын өзгертуге кетеді. Осылайша кернеуді біртіндеп арттыра отырып, вольтамперлік қисығын (полярографиялық қисық немесе толқын) алуға болады.

Вольтамперметрия термині электрохимиялық өлшеу әдістеріне XX ғасырдың 40 жылдарында енді. Бұл әдіс зерттелетін электролитті ұяшыққа берілетін поляризация тоғының поляризациялану кернеуіне тәуелділігін анықтауға негізделген. Бұл кезде жұмыс істеп тұрган электрод потенциалы оның тепе-теңдіктегі күйіндегіден едәуір өзгеше болады. Вольтамперметрия әдісі әр түрлілігі жағынан талдаудың электрохимиялық әдістерінің ен кең таралған түрі, ол көптеген салаларды қамтиды, бұған полярография да жатады.

Кулонометрия әдісі электрохимиялық түрленуге түскен заттың мөлшері мен электролиттік ұяшық арқылы өтетін ток мөлшері арасындағы байланысты орнықтыратын Фарадей заңына (1834) негізделіп жүргізілетін талдау тәсілдерін қамтиды. Фарадей заңын алғаш рет кулонометрлік талдауға арнаған Гроуер (1917).

Алайда бұл әдіс дәуіріміздің 30 жылдарында ғана кең дами бастады. Оның даму қарқыны құрылғы-қондырғылардың жетілуімен тікелей байланысты болды.

Кондуктометрия электрометрдің электр өткізгіштігін, яғни балқымалар, коллоидтер сулы және сусыз ортада нағыз ерітінді күйінде болатын иондық өткізгіштерді анықтауға негізделген. Бұл әдістің басқалардан басты ерекшелігі, ол тек электродтар арасындағы кеңістіктегі иондардың концентрациясын өлшеуге ғана негізделген, және ол электродтардағы тепе-тендік потенциалының өзгеруімен байланысты емес. Алғашқы ток өткізгіштікті бұдан бір жарым ғасырдай бұрын Ом өлшеді. Жалпы кондуктометрлік талдаудын теориясы мен ондағы ток өткізгіштікті өлшеу әдісін қалыптастырган (1869) Кольрауш. Ал кондуктометрлік титрлеуді Дютуа (1910) жүргізді.