3. Сутність кулонометричного аналізу.

Кулонометрія має ряд переваг перед іншими методами аналізу: надійне визначення дуже малих концентрацій, легкість автоматизації, можливість використання нестійких реагентів, виключення стандартних розчинів і можливість аналізу без передчасної калібровки прибору по зразкам з відомим вмістом визначаємого компонента.

Визначення кількості електролізу який пройшов через досліджуємий розчин називається кулонометрією. Кількість електролізу визначається за допомогою кулономера. Кулономер це електролізер, який вмикають у електромережу послідовно з ячійкою для електроаналізу. Для кулономера підбирать електрохімічний процес, який проходить зі стовідсотковим виходом по струму та який супроводжується виділенням конкретної речовини, кількість якої легко і точно установити тим чи іншим способом.

Методи кулонометрії

потенціоностатична гальваностатична

пряме внутрішній ваговий пряма інверсійна

електроліз електро-

аналіз кулонометричне

титрування

мал. 1. Класифікація кулонометричних методів.

Якщо електрохімічна реакція, яка полягає у основі кулонометричного визначення, відбувається на поверхні робочого електроду, тоді визначення ведуть при постійному потенціалі, який забеспечує здійснення цього процесу.

Наприклад: визначення трьохоцтової кислоти. У аміачному середовищі відбувається кількісне відновлення її до діхлороцтової кислоти. Процес йде на ртутному електроді зі 100%-ним виходом по струму.

Метод володіє високою вибірливостью та дозволяє вести визначення в присутності моно- та діхлорпохідних.

Дуже цікавий метод, який получив назву кулонометричне титрування. Від титрування він відрізняється тим, що тут відбувається електролітичне генерірування титранта, притому що у більшості випадків безпосередньо у тому ж розчині, в якому знаходиться і визначаєма речовина. Електрогенеріруваний реагент взаємодіє з речовиною та появою найменшого надлишку, який свідчить про закінчення титрування, бистро фіксується спеціально розробленою для цього індикаторною системою. Необхідно, щоб титруюча речовина реагувала швидко та кількісно, не взаємодіяла з іншими які знаходяться в даній пробі.

У кулонометрії електроліз проводиться при потенціалі робочого електроду, який змінюється– потенціоностатичний метод або при струмі який не змінюється через електрод – гальвоностатичний метод. Для проведення аналізу методом прямої кулонометрії та кулонометричним титруванням необхідно дотримуватися умов:

- електроліз слід проводити в умовах, щоб проходила тільки одна електрохімічна реакція, т. ч. вихід по струму повинен дорівнювати 100%. Для цього потрібно знати поляризовані криві і = f() для усіх речовин, які присутні у розчині.

- необхідно мати спосіб для знайдення кінця електрохімічної реакції при прямому кулонометричному визначенні або точки еквівалентності при кулонометричному титруванні;

- для визначення маси електрохімічно прореагувавшої речовини необхідно визначити кількість витраченого на реакцію струму. Для визначення маси користуються законом Фарадея:

W =

де А – атомна вага елемента

n– валентність

Q – кількість струму.