15.2.4. Электрохимические методы анализа

К электрохимическим методам относятся: потенциометрия, кондуктометрия, полярография, кулонометрия).

Кондуктометрический метод анализа основан на измерении электропроводности растворов, изменяющейся в результате химических реакций. Кондуктометрический метод позволяет измерить концентрацию ионов в межэлектродном пространстве. Показателем концентрации растворенного вещества при этом служит величина электропроводности раствора. С помощью данного метода можно определить ряд физико-химических величин: электропроводность и константу диссоциации слабых электролитов, растворимость труднорастворимых электролитов, константы нестойкости комплексных ионов. Наиболее часто кондуктометрический метод применяют при титровании мутных и окрашенных растворов, которые анализировать обычным способом часто невозможно (из-за подавления окраски индикатора). При кондуктометрическом титровании точка эквивалентности находится графически (на кривой кондуктометрического титрования).

Кондуктометрические методы широко применяются при химико-аналитическом контроле производства, определении концентрации солевых растворов, при контроле очистки и качества воды, определении следов воды в неводных растворителях, газах, твердых солях, целлюлозе, бумаге, зерне и т. д. Эти методы используют при определении содержания вредных примесей в пищевых продуктах, при контроле качества вин, фруктовых соков, напитков, а также молока. Значительное распространение эти методы получили при контроле фармацевтических препаратов.

Потенциометрический анализ предложен в конце XIX века, основан на измерении потенциала электрода, погруженного в анализируемый раствор, и установлении зависимости между его величиной и активностью в растворе потенциалопределяющего компонента. Применяя данную зависимость, можно установить активность (а) ионов (например, а _Н+ для определения значения водородного показателя: рН= – lg а _Н+), а также ряд других важных характеристик: произведения растворимости труднорастворимых электролитов, константы диссоциации слабых электролитов и устойчивости комплексных соединений, стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций, число электронов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях и т. д. Потенциометрия широко используется для определения концентрации веществ в растворах.

Полярография – метод, предложенный в 1922 г. Гейровским, заключается в регистрации силы проходящего тока через испытуемый раствор при постоянно нарастающем напряжении, подаваемом на капающий ртутный электрод. Между капающим и большим (неполяризующимся) электродами во время электролиза возникает полярографическая волна – подъем силы тока. По потенциалу, при котором возрастает сила тока, можно установить качественный состав электролита. По высоте полярографической волны - концентрацию определяемого компонента.

Кулонометрия – метод, заключающийся в измерении количества электричества, которое затрачивается на электрохимическое окисление или восстановление определяемых ионов или элементов при электролизе исследуемого раствора. Этот метод находит широкое применение при изучении электродных процессов, определении числа электронов, участвующих в электрохимическом превращении, вычислении толщины гальванопокрытий.