Е=Ео + 0,059/n lg [окисник]/[відновник]
Ео – стандартний потенціал;
n – число електронів.
Величина стандартного потенціалу окислення відновлення визначається по відношенню до Н електрода, вимірюється зі зміною потенціалу водневих іонів в розчині. В потенціометричному аналізі використовують скляні електроди, потенціал, яких залежить від потенціалу водневих іонів. Скляний електрод складається із скляної трубки із шариком на кінці. В трубці 0,1 н розчин хлориду калію і срібна дротина.
Для проведення потенціометричних визначень в аналізу чий розчин потрібно опустити два електроди робочий і електрод порівняння, потенціал якого постійний. В якості робочого електроду в потенціометрії використовують скляний електрод. Порівняльним електродом служить каломейний чи хлор срібний електрод. Каломейний електрод являє собою скляну посудину на дно якої налита ртуть, поверх ртуті знаходиться паста із каломею Hg2Cl2 і налитий насичений розчин хлориду калію. В ртуть опущена дротина для контакту з приладом. Хлоро срібний являє собою скляну трубку в якій запаяна срібна дротина, покрита шаром хлориду срібла і занурена в розчин хлориду калію. Контакт електрода з розчином відбувається через листок із азбестової нитки змоченої хлорижом калію.
На практиці для вираження кислотності чи лужності розчинів замість концентрації [H] використовуємо її водневий показник рН
рН=lg[H]
Буферний розчин – це розчин із строго встановленим значенням рН.
Індикаторне визначення рН визначають наближено з допомогою індикаторного приладу. Значення рН досліджуваного розчину знаходять так: кольори спів ставляють зі шкалою порівняння.
Визначення концентрації водневих іонів
Для визначення використовують скляні електроди. Електродом порівняння використовують хлор срібний чи каломейні електроди. Щоб зменшити похибку зв’язану з потенціалом новий скляний електрод витримують у воді, чи в 0,1 н розчині хлоридної кислоти протягом 1-2 діб. Перед вимірюванням попередньо коректують шкалу рН приладу за буферними розчинами. Для цього в скляну наливають буферний розчин занурюють в нього скляний і каломейний електроди і вимірюють рН. Вибирають той буферний розчин значення рН, якого близьке до рН аналізую чого розчину. Встановлюють відповідну температуру, реохорд встановлюють на рН буферного розчину при цьому стрілка гальванометра відхиляється в сторону, її встановлюють в нульове положення обертанням рукоядкику компенсатора. Відкоректувавши таким чином прилад по буферному розчині, приступають до вимірювання рН. Розчин поміщають в склянку занурюють в нього електроди, попередньо промивши їх дистильованою водою і включають прилад, по шкалі якого знімають покази рН.
Рідше для вимірювання рН розчинів використовують сурм’яний, хіргідронний електроди.
Урок № 105-106 тема: Потенцірметричне титрування. Потенціометри. Приклади потенціометричних визначень
Потенціометричне титрування полягає в тому, що точку еквівалентності при титруванні визначають за різкою зміною різниці потенціалів пари електродів, які поміщені в аналітичному розчині. Найчастіше в методі використовують такі реакції:
- осадження;
- окислення відновлення;
- нейтралізації.
Реакції, які використовуються при потенціометричному титруванні повинні бути практично не оборотними, протікати з великою швидкістю і тільки в певному напрямі, а в точці еквівалентності повинна проходити помітна зміна потенціалу індикаторного електрода (скачок потенціалу). Потенціометричне титрування проводять так: в аналізуючий розчин занурюють електродну пару і після додавання певної порції титр анта вимірюють електродний потенціал. Результати титрування вносять в таблицю і будують криві титрування, на осі абсцис відкладають об’єм добавленого розчину, а на осі ординат електродний потенціал (мВ). В точці еквівалентності плавний характер кривої змінюється. По ньому визначають витрати робочого розчину на реакції. Розрахунок ведуть за звичайною формулою об’ємного аналізу:
V1*C1= V2*C2 C(x) = C1*V1/Vx
Урок № 107-108 тема: Полярографія. Сутність методу. Явище концентраційної поляризації. Граничний чи дифузійний струм. Вольт-амперна крива. Принципова схема полярографічної установки. Полярографи. Зняття полярограм. Амперометричне титрування. Теорія методу і його використання. Криві амперметричного титрування
Цей метод оснований на вимірюванні сили струму, яка змінюється від напруги в процесі електролізі, при умові що один із електродів (катод) має дуже малу поверхню, а інший (анод) велику поверхню. Сила струму (граничний дифузійний струм) пропорційна концентрації аналізую чого розчину в речовині.
Принципова схема полярографа
1. Пристрій для подачі потенціалу.
2. Полярографічна колонка
3. Регістратор.
Суть методу полярографії: метод оснований на вимірюванні величини струму, який виникає при відновленні чи окисленні речовини на електродах. Якщо в розчин з речовиною опустити два електроди і прикласти потенціал, то на електродах при певному потенціалі почнуться електрохімічні процеси окислення на аноді і електро-відновлювання на катоді, це явище називається поляризацією.
В поляризації використовують два види електродів:
І – ртуть налита на дно посудини;
ІІ – ртутний капельний електродний.
Ртутний капельний електрод, який являє собою товстостінну капілярну трубку з’єднану з резервуаром для ртуті. Із капіляра з постійною швидкістю витікають крапельки ртуті. Поверхня електроду оновлюється, що гарантує чистоту поверхні, відсутність забруднення постійної площі. Електрод із великою поверхнею служить шар ртуті на дні комірки чи каломейний електрод Hg2Cl2. Ділянка полярографа на якій відбувається підвищення струму називається полярографічною хвилею. Допустимий струм, який визначає швидкість дифузії називається дифузійним струмом. Величина потенціалу середньої точки хвилі називається потенціалом півхвилі. Потенціал півхвилі є характеристикою речовини. Кожна речовина має певний потенціал хвилі – якісний полярографічний аналіз. Висота хвилі зв’язується з концентрацією речовини.
Якщо речовини в розчині мало, то полярографічна хвиля має певну висоту, при збільшенні концентрації речовини висота хвилі росте. Залежність дифузійного струму І від концентрації С описується рівнянням Іньковича
І = К*С К = 607u D * M *r
Кількісний полярографічний аналіз
І – метод калібрувальних аналіз
Полягає в тому, що змінює полярограму ряду точних розчинів і наносимо в систему координат. Будуємо калібрувальний графік, яким користуємось при визначенні концентрації аналізую чого розчину.
ІІ – метод стандартних розчинів
Знімаємо полярограму аналізую чого розчину, а потім будуємо полярограму стандартного розчину близької концентрації до аналізуючої. По відношенню висоти хвилі стандартного і аналізую чого розчину обчислюють концентрації аналізую чого розчину:
Cст/hст=Cан/hан Сан = Сст*hан/hст
ІІІ – метод добавок
Знімають спочатку полярограму аналізуючого розчину, потім додають до нього точну кількість визначаючої речовини і знову знімають полярограму. По збільшенню висоти хвилі в результаті додавання вираховують вміст визначаючої речовини в розчині:
Cх/hх=Cдоб/hдоб Сх = Сдоб*hх/hдоб
Амперометричне титрування
Основане на тому, що кінцеву точку титрування знаходять по зміні сили граничного дифузійного струму, який проходить через розчин при сталій напрузі між індикаторним електродом і електродом порівняння. За результати титрування будують графік залежності струму і об’єму робочого розчину на кривій знаходять точку перетину двох віток кривої, яка відповідає кінцевій точці титрування, тобто вимірюють об’єм розчину, який витратився на титрування і за основною формулою об’ємного аналізу проводять розрахунки.
Урок № 109-110 тема: Методи розподілу і концентрування. Класифікація і характеристика методів розподілу. Екстракція як метод розподілу, її сутність. Величини, які характеризують процес екстракції. Техніка екстрагування. Роль екстрагування в підвищеній чутливості і селективності визначень
Хроматографія як метод розподілу і аналізу речовин. Сутність методу і галузі використання. Основні поняття. Класифікація методів хроматографії в залежності від способу переміщення сорбатів вздовж шару сорбенту. Характеристика елюційного, фронтального витискаючого методу і електрохроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від механізму сорбції. Характеристика адсорбційної іонообмінної, осадкової, розпридільчої і гель-хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від агрегатного стану рухомої і нерухомої фаз. Характеристика газової хроматографії та її варіантів: газо-абсорбційної і газорідинної хроматографії. Сутність рідинної хроматографії і її варіантів: рідинно-рідинної, рідинно-адсорбційної хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від техніки хроматографічного розподілу. Характеристика колон очної паперової і тонкошарової хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від мети проведення хроматографічного аналізу.
Методи основані на явищі абсорбції і десорбції. Хроматографічні методи основані на неоднаковій здатності компонентів по різному поглинатись і виділятись, при проходженні суміші через абсорбент. Компоненти проходять через колонку, ті що поглинаються гірше переміщаються потоком далі по колонці, а ті що сорбуються міцніше відстають. Процес сорбції і десорбції повторюються багаторазово. Розрізняють такі види хроматографії:
- Адсорбційна