Зміст

 

Введение………………………………………………………………………………3

Коротка історія ............................................................................... 3

Вольамперометрія ............................................................................ 4

Крива ток потенціал ........................................................................ 6

Схема полярографической установки ................................................... 11

Кількісний полярографічекій аналіз .......................................... 12

Якісний полярографический аналіз ............................................. 14

Диференціальна полярографія ........................................................ 15

Інверсійна вольтамперометрия ....................................................... 19

Практичне застосування .................................................................. 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введення

 

Програмою предмета «Фізико-хімічні методи аналізу» передбачається вивчення теоретичних основ методів аналізу сировини, продуктів, готової продукції та об'єктів довкілля та отримання учнями міцних практичних навичок в галузі фізико-хімічних методів аналізу, застосовуваних при аналітичному контролі виробництва заводськими лабораторіями підприємств найважливіших галузей промисловості і в лабораторіях. І в курсовій роботі описана одна з фізико-хімічних методів аналізу, полярораграфіческій аналіз яка входить до електрохімічні методи аналізу.

 

 

 

Коротка історія

 

Електрохімічні методи. Ці методи засновані на вимірюванні електричного струму або потенціалу електрода, що виникають або змінюються при протіканні хімічних або електрохімічних реакцій. Інтенсивно розвиваються різноманітні електрохімічні методи, але особливо вольтамперометрия в різних варіантах, в тому числі полярографія, а також потенциометрия і кулонометрия.

При вольтамперометрических визначеннях поступово збільшують напругу між двома електродами, поміщеними в розчин визначається елемента або сполуки, і вимірюють силу струму, що протікає через розчин. При певному значенні потенціалу іон визначається елемента починає відновлюватися і струм різко зростає. На кривій залежності сили струму від напруги - полярограма - з'являється «хвиля», висота якої пропорційна концентрації іона. За створення (1922 р.) полярографічного методу (вольтамперометрии з ртутним крапельним електродом) чехословацький хімік Ярослав Гейровський був удостоєний Нобелівської премії. Автор методу використовував ртутні електроди - один нерухомий з великою поверхнею (ртуть на дні посудини), другий - індикаторний, що капає, з безперервно оновлюваною малої поверхнею.

У Радянському Союзі свій розвиток і застосування полярографія отримує з 30-х років минулого сторіччя. Організовуються курси полярографістов, видана в російській перекладі книга Я.Гейровского, що сприяло розвитку і впровадженню методу. Активно пропагував полярографії журнал «Заводська лабораторія». Були виготовлені перші прилади. Почалися дослідження і в області теорії полярографии. Великий внесок у теорію дифузних струмів і розвиток теорії так званих полярографічних максимумів внесли полярографісти-теоретики А.Н.Фрумкін і Т.А.Крюкова.Вони звернули увагу на роль поверхнево-активних речовин і запропонували використовувати їх для усунення максимумів другого роду. Полярографія знайшла застосування в практиці заводських лабораторій, особливо на металургійних та металообробних підприємствах, а також при аналізі мінеральної сировини. Метод застосовували головним чином для визначення малих кількостей елементів, але потім почали використовувати і для визначення середніх змістів.

 

 

 

Вольтамперометрію

КРИВА ТОК - ПОТЕНЦІАЛ

              Вольтамперометрия заснована на вивченні поляризації ­ ційних або вольтамперних кривих (кривих залежності сили струму від напруги), які виходять, якщо при електролізі розчину аналізованої речовини пості ­ пінно підвищувати напругу і фіксувати при цьому силу струму. Електроліз слід проводити з використанням легко поля ­ різуемого електрода з невеликою поверхнею, на якому відбувається електровідновлення або електроокісле ­ ня речовини.

Застосування вольтамперних кривих в аналітичних цілях почалося з розробки в 1922 р. чеським ученим Я. Гейровський полярографічного методу аналізу. За відкриття і розвиток цього методу Я. Гейровского в 1959 р. була присуджена Нобе ­ Левскі премія. Я. Гейровський проводив електроліз на ртутному капає і вольтамперометрію, пов'язану з викорис ­ зованием ртутного капає електрода, стали називати п о-лярографіей.

 

Принципи полярографії

Перш ніж описувати подальший розвиток полярографії та її зв'язок з подальшою життям Ярослава Гейровского, коротко опишемо основні принципи і характерні риси цього методу.Досліджуваний розчин призводять до зіткнення з двома електродами - ртутним капає і електродом порівняння. Краплі ртуті утворюються на зрізі скляного капіляра з внутрішнім діаметром від 0,1 до 0,05 мм, приєднаного гумової або пластикової трубкою до резервуару з ртуттю. Зі зрізу капіляра, зануреного в розчин, з постійною швидкістю падають краплі ртуті. Безпосередньо електрод являє собою краплю, що росте на зрізі. Як електрода порівняння використовується електрод, потенціал якого не змінюється при додатку напруги. Криві, що показують залежність струму від потенціалу капає електрода, називаються полярографічного кривими. Коли в розчині присутні речовини, здатні окислюватися або відновлюватися на поверхні ртутного електрода в доступній області потенціалів, спостерігається збільшення струму, і на полярографічних кривих спостерігаються так звані полярографічні хвилі. Це криві, які за формою нагадують букву S, що досягають при достатньому позитивному або негативному потенціалі граничних значень, при яких струм не змінюється при зміні потенціалу. Такі хвилі можуть бути охарактеризовані двома величинами. Перша - потенціал у точці на кривій, в якій значення струму досягає половини граничного значення (потенціал напівхвилі). Це якісна характеристика досліджуваної речовини і з її допомогою можна виявити присутність в розчині певної речовини. Так, наприклад, потенціал напівхвилі -0,6 В характерний для іонів кадмію, потенціал напівхвилі -1,2 В - для іонів цинку.

 

Друга характеристика - висота полярографической хвилі, точка, в якій струм досягає граничного значення - як правило, характеризує концентрацію досліджуваної речовини. Таким чином, вимірюючи цю величину, дослідник може отримати дані про те, скільки речовини міститься в розчині. Це робить полярографії досить цінним методом кількісного аналізу. До методу Гейровского були спроби вивчення подібних кривих з використанням звичайних твердих електродів. Поверхня цих електродів змінюється під час електролізу, і отримані таким чином криві мали дуже слабкою відтворюваністю і погано підходили для теоретичної обробки. Використання придуманого Гейровський ртутного капає електрода для досліджень електролізу дозволило позбутися від цих недоліків, або, принаймні, звести їх до мінімуму, оскільки, в разі такого електрода весь час утворюється нова чиста поверхня. Електролітичний процес, перерваний падінням попередньої краплі ртуті, практично не впливає на процес, що відбувається за час утворення нової краплі. Багато дослідників вважали, що стійкі коливання струму, викликані постійною зміною поверхні електрода, є непереборною перешкодою при реєструванні кривих. Однак Гейровского це не бентежило. Він володів рідкісною здатністю бачити корінь проблеми і вирішувати її самим простим і логічним способом. Для запису полярографічних кривих він використовував належним чином налаштований гальванометр, який дозволяв йому реєструвати тільки потрібне йому зміна струму. Пізніше було доведено, що цей підхід повністю виправданий теоретично. Він також на ранньому етапі помітив інші переваги ртутного електрода, зокрема, високий водневий потенціал, що дозволяє розширити дослідження в область негативних потенціалів, що було недосяжно при використанні більшості твердофазних електродів.