14.2. Застосування електрохімічних методів в автоматизованому аналізі об’єктів довкілля

Ці методи зручні для виявлення слідів елементів. Висока чутливість дозволяє не проводити стадії підготовки проби. Визначати речовини можна як у водних, так і в неводних середовищах, у газах, розплавах солей. На результати аналізу не впливає забарвлення розчину, однак дуже впливає присутність у середовищі поверхнево-активних речовин, які осідають на поверхні електрода.

Для полярографічного визначення необхідно мати проточну електролітичну комірку. Цим методом визначають вміст розчиненого у воді кисню, що потрібно для контролю за очищенням води, пропускаючи її через комірку об’ємом 1 мл.

Вміст катіонів визначають, пропускаючи через електролітичну комірку потік розчину одночасно з азотом чи гелієм, які сприяють видаленню кисню. Можна з одної проби визначати вміст групи катіонів Cu²⁺, Pb²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ на амальгамованому срібному або стаціонарному ртутному електроді; вміст Hg²⁺ на графітовому електроді.

Амперометричним титруванням в автоматичному режимі проводять визначення, додаючи автоматично титрант з бюретки або електрогенеруючи титрант. Можна автоматично фіксувати точку еквівалентності. Наприклад,

Cl^- (2-40 мкг/л) автоматично титрують розчином AgNO₃ зі срібним електродом і донним ртутним електродом. Інші електроліти визначенню не заважають.

Меркаптани титрують розчином AgNO₃;

AsO₂^- титрують розчином KВrO₃;

SO₄^2- титрують розчином солі Pb²⁺.

У методі прямої потенціометрії потенціал робочих електродів залежить від концентрації визначуваної речовини. Застосовують цілу низку іоноселективних електродів. Чутливість електродів висока, лише у деяких випадках визначенню заважають іони Н⁺.

Контроль рН водойми здійснюють автоматичними рН-метрами, а якщо величина рН відхиляється від заданого значення, то відбувається автоматична її корекція додаванням кислоти або лугу. Так контролюють процес очистки стічних вод, особливо у випадку біодеградації забруднювачів, щоб при зміні рН не пригнічувалась життєдіяльність мікроорганізмів.

Неперервним методом визначають у воді вміст іонів F^- з електродом LaF₃, на визначення впливає присутність іонів ОН^- (pH>8) та десятикратний надлишок іонів CO₃^2-, SO₄^2-, PO₄^3-. Аналогічно визначають вміст NO₃^- з рідинним іоноселективним електродом, вміст іонів Cl^-, NH₄⁺, Na⁺, CN^-. Для підтримання потрібної іонної сили і рН розчину окремим потоком подають відповідний буферний розчин.

Потенціометричним титруванням зручно автоматично фіксувати точку еквівалентності. Титрант або подають автоматично, або електрогенерють у кулонометрі.

При дискретному аналізі записують всю криву титрування або застосовують контролюючу електричну схему для припинення титрування у точці еквівалентності.

У проточній системі створюють умови, які відповідають точці еквівалентності, та визначають швидкість введення титранту (швидкість пропорційна до концентрації інгредієнта у пробі).

Кулонометричне титрування. Замість автоматичного дозатора об’єму розчину титранта використовують кулонометричний генератор титранта. За кількістю електрики точно визначають кількість доданого титранта. Точку еквівалентності фіксують потенціометрично, амперометрично, фотометрично. Кулонометричне титрування вигідне при використанні нестабільних титрантів, у цьому випадку їх генерують і відразу вводять у реакцію.

(C₂H₅)₂Cl₂S, H₂S, SO₂, акролеїн, NO₂ з повітря титрують у розчині генерованим в комірці бромом Br₂.