I. Тема: Электрохимические методы анализа.

Полярографический анализ (полярография)

II. Мотивация цели:

Полярографический анализ (полярография) основан на использовании следующих зависимостей между электрическими параметрами электрохимической (в данном случае – полярографической) ячейки, к которой прилагается внешний потенциал, и свойствами содержащегося в ней анализируемого раствора.

А) В качественном полярографическом анализе используют связь между величиной приложенного на микроэлектроде внешнего электрического потенциала, при котором наблюдается восстановление (или окисление) анализируемого вещества на микроэлектроде в данных условиях, и природой восстанавливающегося (или окисляющегося) вещества.

Б) В количественном полярографическом анализе используют связь между величиной диффузионного электрического тока, устанавливающегося в полярографической ячейке после достижения определенного значения приложенного на микроэлектроде электрического потенциала, и концентрацией определяемого (восстанавливающегося или окисляющегося) вещества в анализируемом растворе.

Полярография используется для определения малых количеств неорганических и органических веществ. Метод – фармакопейный, применяется для определения салициловой кислоты, норсульфазола, витамина В₁, алкалоидов, фолиевой кислоты, келлина в порошке и в таблетках, никотинамида, пиридоксина гидрохлорида, препаратов мышьяка, гликозидов сердечного действия, а также кислорода и различных примесей в фармацевтических препаратах.

Метод обладает высокой чувствительностью (до 10^-5 - 10^-6 моль/дм³); селективностью; сравнительно хорошей воспроизводимостью результатов (до ~2,00 %); широким диапазоном применения; позволяет анализировать смеси веществ без их разделения, окрашенные растворы, небольшие объемы растворов (объем полярографической ячейки может составлять всего 1,0 см³); вести анализ в потоке раствора; автоматизировать проведение анализа.

III. Исходный уровень:

- знание окислительно-восстановительных реакций с неорганическими и органическими веществами;

- уметь строить градуировочные графики.

IV. Содержание занятия.

1. Контроль выполнения домашнего задания.

2. Практическая часть.

Учебно-целевые вопросы

2.1. Полярографический анализ (полярография). Общие понятия, принцип метода.

2.2. Полярографические кривые, потенциал полуволны, связь величины диффузионного тока с концентрацией.

2.3. Количественный полярографический анализ; определение концентрации анализируемого раствора (методам градуировочного графика, метод стандартных растворов).

2.4. Условия проведения полярографического анализа.

2.5. Применения полярографии.

Задания для выполнения в процессе самоподготовки

2.6. Для полярографического определения фолиевой кислоты в лекарственном препарате навеску препарата массой 0,0570 г растворили в 50,0 см³ 0,0500 моль/дм³ раствора карбоната натрия, отобрали 5,0 см³ полученного анализируемого раствора прибавили к нему 5,0 см³ 0,0500 моль/дм³ раствора карбоната натрия, 10,0 см³ 0,1000 моль/дм³ раствора хлорида аммония в 30,00 % спирте и получили 20,0 см³ испытуемого раствора. Этот раствор поместили в термостатируемую (25±0,5 °С) полярографическую ячейку, пропустили через раствор ток газообразного азота для удаления растворенного кислорода. Провели полярографирование испытуемого раствора и получили полярограмму с высотой полярографической волны h(X) = 28 мм. Навеску 0,0500 г стандартного образца фолиевой кислотность растворили в 50,0 см³ 0,0500 моль/дм³ раствора карбоната натрия. Из этого раствора последовательно отобрали объемы V, равные 3,0; 4,0; 6,0; 7,0 и 8,0 см³, довели объем каждого раствора до 10,0 см³ 0,0500 моль/дм³ раствором карбоната натрия, прибавили по 10,0 см³ 0,1000 моль/дм³ раствора хлорида аммония в 30,00 % спирте и получили 5 стандартных растворов. В тех же условиях провели полярографирование стандартных растворов и получили следующие результаты:

V, см3	3	4	6	7	8
h, мм	15	20	30	35	40

Определите массовую долю (в %) фолиевой кислоты в лекарственном препарате методами градуировочного графика и стандартных растворов.

2.7. Для полярографического определения катионов цинка Zn в анализируемом растворе сульфата цинка объемом 50,0 см³, содержащим добавки желатина (для подавления полярографических максимумов) и хлорида калия (фоновый электролит), отобрали 20,0 см³ этого раствора, поместили в термостатируемую полярографическую ячейку и пропустили через раствор ток газообразного водорода (для удаления растворенного кислорода). Провели полярографирование и получили полярографическую волну высотой 12 единиц. Приготовили стандартный раствор. Для этого к 10,0 см³ раствора сульфата цинка с содержанием катионов цинка 0,5 мг/ см³ добавили несколько капель желатина и довели объем раствора до 50,0 см³ прибавлением раствора хлорида калия. Провели полярографирование 20,0 см³ стандартного в тех же условиях, в которых полярографировали анализируемый раствор, и получили полярограмму высотой полярографической волны, равной 10 единиц. Рассчитайте методом стандартных растворов массу катионов в анализируемом растворе.

2.8 Различие в потенциалах полуволны Ni²⁺ и Со²⁺ на фоне НС1 и пиридина позволяет проводить определение никеля в солях кобальта. Навеску сульфата кобальта массой 2,5000 г растворили, добавили необходимые реактивы – НСl, желатин, пиридин - и разбавили до 100,0 см³. Аликвоту раствора объемом 50,0 см³ полярографировали и получили диффузионный ток (1,35 мкА). Затем в полярографическую ячейку добавили 5,0 см³ стандартного раствора содержащего 1,00·10^-2 моль/дм³ NiCl₂, и получили диффузионный ток 3,80 мкА Вычислить массовую долю (%) Ni в препарате.