
- •15. Теоретические основы фотометрического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода.
- •Основные методы фотометрических измерений Метод градуировочного (калибровочного) графика
- •16. Теоретические основы кондуктометрического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода
- •Эквивалентная электропроводность
- •Высокочастотное титрование
- •Кондуктометрический анализ
- •17. Теоретические основы потенциометрического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода Теоретические основы потенциометрии
- •Классификация электродов
- •Измерение эдс компенсационным способом
- •Элемент Вестона
- •Элемент Якоби-Даниэля
- •Измерение эдс некомпенсационным методом
- •Прямая потенциометрия
- •Индикаторные электроды для измерения рН раствора
- •Потенциометрическое титрование
- •18. Теоретические основы полярографического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода.
- •Iд ↑, следовательно с ↑
- •19. Теоретические основы хроматографического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода
- •Основные части газового хроматографа
- •Жидкостная хроматография (жх)
- •Ионообменная хроматография
- •Тонкослойная хроматография (тсх)
- •Развитие метода
- •20. Теоретические основы гравиметрического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода
Измерение эдс компенсационным способом
Для измерения ЭДС с высокой точностью используется компенсационный метод. Схема измерения ЭДС компенсационным методом представлена на рисунке.
Сущность
метода заключается в том, что ЭДС
изучаемого гальванического элемента
сравнивается с источником напряжения
АК, которое подводится к реохорду АВ,
эта часть схемы называется большой
цепью. На реохордной проволоке
располагается подвижный контакт К,
который движется по проволоке.
В малую боковую цепь включается исследуемый элемент Ех соединенный с гальванометром G, передвигая контакт К по реохорде находят такое положение, когда гальванометр показывает 0. Это соответствует уравнению:
(10)
является
нестабильной величиной, так как со
временем аккумулятор разряжается. Чтобы
устранить зависимость
от
,
в малую цепь параллельно изучаемому
элементу включается нормальный элемент
Вестона с точно известной величиной
потенциала.
Кроме того схема дополнительно снабжена ключом KU, который поочередно замыкается на исследуемый элемент и элемент Вестона.
Переключив ключ на нормальный элемент Вестона и снова, передвигая по реохордной проволоке ключ К, находят его новое положение, соответствующее отсутствию тока в малой цепи. Для этого случая можно записать равенство:
(11)
Поделив уравнения (10) на (11), получаем:
(12)
ЭДС элемента Вестона постоянна и равна 1,018 В. Для вычисления неизвестной ЭДС – (ЕХ) достаточно знать соотношение отрезков АК / АК'.
Суть компенсации заключается в следующем:
- аккумуляторы и элементы малой боковой цепи подключаются таким образом, чтобы через участок АК ток проходил в противоположном направлении, передвигая контакт К мы компенсируем напряжение идущее от аккумулятора.
Преимуществом компенсационного способа измерения ЭДС является высокая точность и отсутствие ошибок, связанных с сопротивлением элемента или его поляризацией.
Элемент Вестона
Он представляет собой две стеклянные пробирки, соединенные между собой.
В одно колено помещается металлическая ртуть, затем сверху меркурсульфатная паста, которая готовится аналогично каломельной пасте. Во второе колено помещается амальгама кадмия содержащая 10–13% кадмия, сверху насыпаются кристаллы сульфата кадмия содержащие кристаллизационную воду.
Сосуд заполнен насыщенным раствором сульфата кадмия CdSO4. В нижнюю часть пробирок впаяны платиновые проволочки для контакта.
Элемент Вестона записывается следующим образом:
(–)Cd | CdSO4 || SO42-, Hg2SO4 | Hg (+)
В нем протекают реакции:
Cd0-2e Cd2+
Hg2SO4+2e 2Hg0+ SO42-,
Суммарная реакция:
Hg2SO4 + Cd0 2Hg0 + CdSO4
Элемент Вестона относится к нормальным элементам. Нормальными называются элементы, которые имеют постоянную не изменяющуюся во времени и практически независимую от температуры ЭДС.
Основным
прибором, применяемым в потенциометрическом
методе анализа, является потенциометр,
схема которого представлена на рис. 5.
В нем смонтирована вышеуказанная схема
с выводом контактов для подключения
испытуемого гальванического элемента,
гальванометр G,
нормальный элемент Вестона, аккумулятор,
вместо реохордной проволоки в прибор
вмонтирован магазин сопротивлений (11
штук). Первые 10 сопротивлений соединены
при помощи одиннадцати контактов,
образуя коммутатор потенциометра.
Одиннадцатое сопротивление представляет
собой проволоку одинакового сечения,
намотанную на барабан, с подвижным
контактом реохорда. Перед началом
измерения гальванометр устанавливают
на нуль, включив в малую цепь потенциометра
элемент Вестона с помощью сопротивления
R.
Затем цепь переключают на исследуемый
элемент и, регулируя R1
– R10
и, напоследок, R11
(самая точная настройка), вновь выводят
стрелку гальванометра на нуль. Величину
ЭДС считывают с показаний шкал коммутатора
и реохорда.
Кроме потенциометров, в химических лабораториях используются ламповые вольтметры – рН - метры, например, рН - 340 – это самый распространенный в настоящее время прибор. рН - метры по сравнению с потенциометрами дают менее точные результаты. Примечательно, что эти приборы имеют огромное входное сопротивление порядка 1012 Ом.