6. Кулонометрический метод анализа

6.1. Задание

По приведенным данным определить параметр, обозначенный через «Х». Выход по току принять за 100 %. Для металла Меⁿ⁺ определить, какой это металл.

Номер варианта	Вещество или ион	Сила тока, А	Электрохимический эквивалент	Время, мин	Масса выделенного вещества
1	Ме2+	0,5	0,658 мг/Кл	Х	128 мг
2	Ме3+	3	Х	3,5	0,4548 г
3	Ме2+	1,8	0,3054 мг/Кл	1,42	Х, мг
4	Раствор соли серебра	2,5	4,025 г/А.ч	Х	0,5450 г
5	Расплав KCl	Х	0,368 мг/кл	1,5	0,25 л Cl2
6	Ме3+	15	0,093 мг/кл	Х	3,78 г
7	Раствор CdСl2	Х	–	2.5	0,300 г
8	Ме+	0,35	Х, мк/кл	2,35	0,1037 г
9	FeCl3 раствор	4,0	–	Х	0,100 г
10	Ме3+	1,8	0,5430 мг/кл	1 мин 25 с	Х, мг
11	Ме3+	3,0	Х	35	0,5815 г
12	Расплав LiCl	Х	0,073 мг/кл	10	0,1 г Li
13	Ме3+	1,0	Х	35	0,3772 г
14	Раствор CuSO4	2.0	–	3,2	Х, мг
15	Ме+	3,0	1,12 мг/кл	4,1	Х, г
16	Ме+	2,3	2,04 мг/кл	Х	0,3 г
17	Ме3+	1,9	0,68 мг/кл	3	Х, г
18	Ме2+	Х	1,04 мг/кл	2,0	0,17 г
19	Ме2+	1,5	0,583 мг/кл	Х	0,13 г
20	Раствор AgNO3	Х	–	4,5	0,22 г
21	Ме2+	0,2	0,329 мг/Кл	20	Х, мг
22	Ме3+	1,0	Х	15	6,5105 мкг
23	Ме3+	1,0	Х	20	0,575 г
24	–	2,5	1,97 г/(А.ч)	4	Х, г
25	Ме2+	Х	0,550 мг/кл	4,0	0,17 г

6.2. Вопросы и упражнения

1. Что представляет собой выход по току и каким образом его учитывают в расчетах?

2. При кулонометрическом титровании количество электричества определяют: а) как произведение силы тока и времени генерирования реагента до достижения конечной точки титрования; б) измеряя продолжительность титрования к моменту скачка потенциала; в) измеряя вблизи точки эквивалентности изменение тока электролиза в единицу времени.

3. Как изменяется электрохимический эквивалент металлов в ряду периодической системы при переходе от I к III группе?

4. В чем сущность методов прямой кулонометрии и кулонометрического титрования? Можно ли вести кулонометрическое титрование при постоянном потенциале?

5. В основу кулонометрического титрования положено: а) соответствие потенциала одного из электродов ячейки потенциалу окисления (восстановления) вещества, присутствующего в растворе; б) способность вещества к электрохимическому превращению на поверхности твердого электрода; в) соответствие между количеством электричества, прошедшего через ячейку, и количеством электрогенерируемого реагента.

6. Какие законы положены в основу кулонометрических определений?

7. Какими методами измеряют количество электричества в кулонометрии?

8. Привести примеры кулонометрического титрования: а) электрогенерированными окислителями; б) с использованием реакций кислотно-основного взаимодействия.

9. Привести примеры кулонометрического титрования: а) электрогенерированными восстановителями; б) с использованием реакций осаждения и комплексообразования.

10. Указать достоинства и недостатки кулонометрических методов анализа.

11. Какой из электрохимических методов титрования позволяет исключить стандартизацию титранта: а) амперометрический; б) потенциометрический; в) кулонометрический; г) кондуктометрический?

12. При кулонометрическом титровании кислот в качестве вспомогательного реагента используется: а) вода; б) сульфат калия; в) нитрат калия; г) гидроксид натрия.

13. Отличие кулонометрического титрования от других типов титрования заключается в том, что: а) можно сразу прибавить весь объем титранта; б) реагент образуется в результате электродной реакции; в) при титровании нет необходимости измерять объем титранта; г) нельзя применять прямое титрование.

14. Сформулировать основные законы электролиза.

15. В основу прямой кулонометрии положено: а) измерение электродного потенциала в ходе электролиза; б) измерение массы вещества, подвергающегося электрохимическому превращению; в) определение количества электричества, затрачиваемого на электрохимическое превращение вещества; г) контроль всех трех факторов.

16. Основное условие для использования в анализе метода кулонометрического титрования заключается: а) в электрогенерировании реагента со 100 %-й эффективностью использования тока и количественном химическом взаимодействии реагента с определяемым веществом; б) в непосредственном превращении определяемого вещества на одном из электродов ячейки; в) в применении кулонометра, включенного последовательно в цепь ячейки; г) в поддержании при титровании постоянства силы тока.

17. Описать устройство и принцип действия серебряного титрационного кулонометра и газового кулонометра.

18. Назовите наиболее распространенные способы фиксирования точки эквивалентности в кулонометрическом титровании.

19. Отличительное преимущество кулонометрического титрования перед амперометрическим заключается: а) в простоте и доступности аппаратуры; б) высокой чувствительности и более широком круге реакций; в) экспрессности; г) отсутствии необходимости приготовления стандартных растворов, возможности использования неустойчивых реагентов и высокой точности.

20. Описать устройство и принцип действия медного кулонометра.