ФХМА (sol2019) / Учебная литература / Методички / ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

Министерство образования Российской Федерации

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова

Кафедра анаЛИН1ческой хим!:'1J.1

ДЛ.Рысев, И.Ю.ЛовчиновскиЙ

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

ПО ЭЯЕКТРОХИМИЧЕСКИМ МЕТОДАМ

АНАЛИЗА

Методические указания ДЛЯ выполнения

лабораторных работ

Москва, 2003

www.mitht.ru/e-library

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ И АМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ

www.mitht.ru/e-library

4

www.mitht.ru/e-library

УДК 543 (075.8)

А.П.Рысев, И.ю.ловчиновский

Практическое руководство по электрохимическим ме­

тодам анализа

Методические указания для выполнения лаборатор­

ных работ

М., МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2003 - 52 с.: ил.

Утверждено Библиотечно-издательской комис­ сией МИТХТ им. М.В.Ломоносова в качестве методи­ ческих указаний для выполнения лабораторных ра- бот. Поз. /2003.

Практическое руководство по электрохимиче­

ским методам анализа предназначено для студентов

3-4 курсов, изучающих дисциплину "Физико­

химические методы анализа", при выполнении ими лабораторного практикума. В нем представлены ра­

боты по основным электрохимическим методам ана­ лиза, используемым в аналитической практике: по­ тенциометрическим, вольтамперометрическим (поля­ рографическим), кулонометрическим.

Рецензент:

Д.Т.н., проф. М.С. Игумнов (МИТХТ, кафедра ОХТ)

@ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2003.

2

www.mitht.ru/e-library

• в электродной реакции участвует ничтожная

часть BeuцecTBa; nРQтекание этой реакции практиче­

ски не сказывается на изменении концентрации ве­

щества в приэлектродном слое и объеме раствора

(потенциометрия);

с незначительная часть BeuцecTBa участвует в

электродной реакции, и ее протекание приводит к

cyuцecTBeHHoMY изменению концентрации BeuцecTBa

только в приэлектродном слое (вольтамперометриче­ ские методы);

• все количество BeuцecTBa участвует в элек­

тродном процессе (прямая кулонометрия). Классифицируя электрохимические методы по

способу выполнения анализа, различают:

•прямые (прямая потенциометрия, иономет­

рия, кулонометрия, вольтамперометрия и др.);

•косвенные (титриметрические методы с элек­ трохимическими способами индикации конечной точ­

ки титрования - потенциометрическим, амперометри­

ческим, кулонометрическим и др.).

• инверсионные (инверсионная вольтамперо­ метрия и др.).

Следует отметить, что в данном практическом

руководстве отсутствуют теоретические основы элек­

трохимических методов. Для подготовки к лаборатор­

ным работам и контрольным мероприятиям следует

воспользоваться рекомендуемой литературой и про­

граммой.

6

www.mitht.ru/e-library

СТУДЕНТЫ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:

•принципы, лежащие в основе потенциометрии,

классической полярографии и кулонометрии;

•уравнение связи (уравнение Ильковича, Илькови­ ча-Гейровского, объединенный закон М.Фарадея, уравнение Нернста, уравнение Никольского) в изу­

чаемых методах анализа;

•основные метрологические характеристики мето­

дов и их ограничения;

СТУДЕНТЫ ДОЛЖНЫ УМЕТЬ:

•выводить уравнения для расчета результата ана­

лиза по методам стандартных растворов и стан­

дартных добавок;

•приготовить по прописи растворы и аппаратуру для

проведения измерений;

•обрабатывать результаты анализов.

Для успешного освоения лабораторного прак­ тикума по ФХМА в Приложении приведены типовые

задания для текущего и итогового контроля, а таюке

примеры решения типовых задач. При подготовке к

каждому лабораторному занятию, а таюке к коллок­

виуму необходимо ознакомиться с перечнем вопро­ сов подлежащих обсуждению по каждой теме.

Каждая лабораторная работа рассчитана на

выполнение в течение одного занятия. Поэтому в ка­

честве объектов анализа используются водные рас­

творы, не требующие длительной предварительной подготовки для проведения анализа. Особое внима­ ние в лабораторных работах уделено проведению измерений и их обработке, а таюке представлению

результатов анализа.

7

www.mitht.ru/e-library

сле исключения грубых промахов по Q-критерию,

рассчитывают среднее значение Х, стандартное от­

клонение (при использовании архивных данных при­ меняют значение Sr), границы доверительного интер­ вала при заданной доверительной вероятности (как

правило, Р=О,95).

Результаты анализа рекомендуется представлять в виде таблицы:

Результаты анализа (Р=О,95)

ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ

Потенциометрические методы анализа основа­

ны на измерении электрод,:!ого потенциала и нахож­

дении зависимости между его величиной и концен­

трацией (точнее активностью) потенциалопределяю­

щего компонента в растворе. Поскольку потенциал

отдельного электрода измерить невозможно, то в по­

тенциометрических методах анализа измеряют элек­

тродвижущую силу (ЭДС) гальванической цепи, со­

ставленной из двух полуэлементов. Один из электро­

дов гальванического элемента является электродом

сравнения, а второй - индикаторным.

9

www.mitht.ru/e-library

При проведении анализа определяют интен­

сивность аналитического сигнала, Т.е. численное зна­

чение физического свойства, связанного с содержа­ нием анализируемого компонента. Между интенсив­

ностью аналитического сигнала и содержанием опре­

деляемого компонента имеется функциональная за­

висимость (уравнение связи). Частные значения этой функции находят при выполнении градуировки ана­ литического сигнала по пробам (растворам) с извест­

ным содержанием анализируемого компонента.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

При оформлении лабораторных работ следует

придерживаться следующих рекомендаций.

В качестве лабораторного журнала желательно

использовать отдельную тетрадь с пронумерованны­

ми страницами.

Лабораторные работы следует оформлять в

соответствии со следующим планом:

• Название изучаемого метода. Теоретические

основы, уравнения связи, возможности метода.

•Название выполняемой лабораторной рабо­

ты. Уравнения электродных и химических реакций. Концентрации растворов сравнения (стандартных растворов). Способ градуировки аналитического сиг­

нала. Условия выполнения определений.

•Экспериментальные данные (как правило, оформляются в форме таблицы).

•Результаты анализа и оценка их правильно­

сти. По результатам параллельных определений, по-

В

www.mitht.ru/e-library

Потенциометрические методы анализа под­

разделяют на прямую потенциометрию и потенцио­

метрическое титрование.

Прямая потенциометрия основана на точном

измерении величины электродного потенциала инди­

каторного электрода (точнее ЭДС гальванической це­

пи) и нахождении по уравнению Нернста активности

или концентрации потенциалопределяющего компо­

нента в растворе. Область потенциометрического

анализа, основанного на применении ионоселектив­

ных мембранных электродов, функционирующих по ионообменному механизму, называется ионометриеЙ.

В основе потенциометрического титрования лежит определение конечной точки титрования по ре­ зультатам измерения ЭДС гальванического элемента,

состоящего из соответствующего индикаторного

электрода и электрода сравнения.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ОБСУЖДЕНИЮ ПО ТЕМЕ:

ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ

Аналитический сигнал. Индикаторные метал­ лические электроды. Возможности и ограничения в

применении. Механизм возникновения потенциала на

ИСЭ.

Основные характеристики ИСЭ: концентраци­ онный диапазон основной электродной функции, кру­ тизна, коэффициенты селективности и др.

Оценка нижней границы определяемых кон­

центраций для осадочных мембран по растворимо-

10

www.mitht.ru/e-library