13.2 Кулонометриялық анализ
Кулонометриялық анализ заттың электролиз процесіне жұмсалған электр мөлшерін өлшеуге негізделген. Электролиз Фарадей заңдарына бағынады. Кулонометриялық анализдің екі әдісі белгілі:
1)Тура кулонометрия;
2)Кулонометриялық титрлеу.
1)Тура кулонометрия. Бұл әдіс бойынша заттың өзі электролизге ұшырайды. Электролиз көбінесе тұрақты потенциалда жүргізіледі, содықтан әдіс потенциостатикалық кулонометрия деп аталады.
Бәсекелес реакциялар болмас үшін потенциалды дұрыс таңдау қажет. Электролиз процесі кезінде зат концентрациясы С азайған сайын І ток күші де азаяды. Электролизді ток күші тұрақты шамаға дейін жеткенше Іt жүргізеді. Егер Іt=0,01І0 болса, анықтау қателігі 1% болады.
Егер Іt=0,001І0 болса, анықтау қателігі 0,1% болады.
2)Кулонометриялық титрлеу. Бұл әдіс бойынша зерттелетін зат ұяшықтағы көмекші заттың электролизі немесе анод материалы еру нәтижесінде пайда болған титрантпен әрекеттеседі. Мұндай титрантты электрогенерацияланған титрант деп, ал электродты генераторлы электрод деп атайды.
Егер титрант генерациясы анықталатын заты бар ерітіндіде жүрсе, онда ішкі генерация деп аталады. Егер генерация жеке ыдыста жүргізілсе, онда сыртқы генерация деп аталады, бұл түрі аз қолданылады.
Кулонометриялық титрлеу тұрақты тоқ күшінде жүргізіледі, яғни оны гальваностатикалық (амперостатикалық) кулонометрия деп атайды.
Кулонометриялық әдісте заттың тоқ бойынша шығымы 100% - ке тең болуы маңызды, яғни электр тоғының әр кулоны зерттелетін заттың электролизіне жұмсалған болу керек, қосалқы кедергі жасайтын реакциялар болмауы қажет.
Электр тоғының шығымы ВТ = mтәж. /mтеор. 100% мөлшерімен көрсетіледі, оны кулонометрде өлшейді. Кулонометр - белгілі заттың электролизі жүргізілетін электрохимиялық ұяшық. Кулонометрді зерттелетін заты бар ұяшықпен тізбнетей қосады. Сонда екі ұяшық арқылы электр тоғының бірдей мөлшері жүріп отырады.Электролиз аяқталғаг соң кулонометрде бөлінген заттың массасын өлшейді және сол бойынша
Q есептейді. Q – электр тоғы мен уақыт көбейтіндісіне тең шама.
Кулонометриялық титрлеуде химиялық реакцияның барлық 4 типі де қолданылады.
Эквивалентті нүктені анықтау үшін келесі әдістер қолданылады:
1)Түсті индикаторлар әдісі.
Зерттелетін затпен белгілі бір түс беретін индикаторды қолдану. Зат толық әрекеттесіп біткен кезде түс жойылып кетеді немесе басқа түске ауысады. Бұл эквивалентті нүктені көрсетеді.
2)Потенциометриялық әдіс.
Ерітіндіге әрекеттесуші заттардың біреуінің концентрациясының өзгеруіне сезімтал индикаторлы электрод батырып, оны жеке тізбекке қосады, эквивалентті нүктеде потенциал секірмесі пайда болады.
3)Амперометриялық әдіс.
Ерітіндіге тамшылы сынап капиллярды немесе қатты электрод батырады да полярографиялық токты өлшейді. Ток күші заттың ерітіндідегі концентрациясына пропорционал. Электролиз соңында зат түгелдей электролизденіп біткен соң ток күші нольге дейін азаяды. Эквивалентті нүктеге жеткен кезде секундомерді тоқтатады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
Полярография әдісінің негізі, қолданылатын электродтар ерекшеліктері.
Жарты толқын потенциалының мәні, оған әсер ететін факторлар.
Илькович теңдеуіне кіретін өлшемдер.
Полярографияда сандық анализ жүргізу үшін қолданылатын әдістер.
Амперометриялық титрлеу әдісінің негізі, алынатын графиктер түрі
5 Фарадей заңдарының оқылуы.
6. Ток бойынша шағым деген не, оның шамасы қандай болуы керек?
7. Тұрақты ток күшіндегі тура кулонометрияның негізі неде? Бұл әдіс қандай жағдайларда қолданылады?
8. Неліктен тура кулонометрияны көбінесе жұмысшы электродтың тұрақты потенциалында жүргізеді?
9. Кулонометриялық титрлеудің артықшылықтары.
Дәріс 14 Абсорбционды спектроскопия. Фотометриялық (спектрофотометриялық)титрлеу