Вольтамперометрия

Мазмұны

Негізгі бөлім

Кіріспе

Вольтамперометрия әдісіне сипаттама

Вольтамперометрия. Аналитикалық қолдану

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Волтьамперметрия әдісі электролиз кезінде, талданатын зат ерітіндісінің кернеуін жоғарылата отырып тогк күшін өлшеу нәтижесінде алынған вольтамперлік қисықтарды (ток күшінің кернеуге тәуелділігі) тіркеуге негізделген. Бұл әдісті 1892 жылы чех ғалымы Я. Гейровский тамшылауыш сынап электролында электролиз жүргізе отырып ашқан.

Вольтамперометрия әдісі

Вольтамперометрлік әдісте анықталатын зат ерітіндісінің иондарына сезімтал индикаторлы электрод(жұмыс атқарушы) сыртқы кернеу көзінен поляризацияға ұшыратылады. Ал екінші электрод, яғни салыстырмалы электрод поляризация құбылысына ұшырамайды. Егер, жұмыс атқарушы электрод ретінде тамшылауыш сынап электроды пайдаланылса, әдіс полярографиялық деп аталады.

Полярографиялық әдістің басты ерекшелігі зерттелетін зат ерітіндісіндегі иондар құрамын және мөлшерін анықтай алуы.

Әдіс өте дәл, қарапайым (10-5М зат концентрациясын анықтай алады) ;

Органикалық, бейорганикалық заттарды талдауға болатындығы;

Әдістің автоматтандырылуы.

Вольтамперметрия әдісі төмендегідей түрлерге бөлінеді:

1. Қарапайым не тура

2. Дифференциялды

3. Айырымдық

4. Инверсионды

5. Осциллографиялық

6. Айнымалы токты

Электрохимиялық реакциялар жылдамдығының кинетикалық заңдылықтарын зерттейтін саланың бір түрін полярография деп атайды. Полярографиялық тәсілдің басты ерекшелігі катод ретінде сұйық, тамшылауыш сынапты пайдалану. Тамшылауыш сынап электроды (ТСЭ) - дегеніміз диаметрі өте жіңішке түтіктен тамшылап, сынап ағып тұрған құрылғы. Тамшының диаметрі 0, 4 - 0, 7 мм, ал бетінің ауданы 2- 6 мм2. Сынап электродында тамшы үзілген сайын оның беті жаңарып, яғни қасиеттері бірдей иондардың разрядталуына жағдай жасалады. Сонымен қатар, тамшы бетінің ауданының мардымсыз болуы электрод яғни, анодқа қарағандабірнеше есе арттырады. Қосымша электрод (анод) қызметін, катод бетінің ауданына қарағанда аудан беті жүз еседей үлкен, арнаулы ыдыстағы сынап (каломель, хлоркүміс) атқарады (электрототығатын заттарды анықтауда) және бұл іс жүзінде поляризацияға ұшырамайды деп қабылданады.

Полярографиялық ыдыс арқылы өтетін ток күші өте аз және бұл ыдыстың кедергісі мардымсыз болғандықтан мұны жоюға кететін кернеу шамасы да өте аз болады. Анод - поляризацияға ұшырамайды. Сонымен ток күшінің өзгеруіне байланысты ыдыстағы кернеудің артуы немесе кемуі тек катодтық потенциалдың өзгеруіне ғана байланысты яғни, φ+=const, φ-=U. Демек, электродтарға берілетін кернеу толығымен катод потенциалын өзгертуге жұмсалады.

Полярографиядағы басты шарттың бірі - электродтардағы ток тығыздықтарының үлкен айырмашылықта болуы. Бұл электро-химиялық реакция жүретін электродтағы жұмысшы беттің аз, әрі оған сәйкес ток тығыздыгының жоғары болуынан. Ал, екінші қосымша электродтың беткі ауданы үлкен болуы керек, ондай электродқа электролизер түбіндегі сынап, каломельді электрод және т. б. жатады.

Электролиттік ұяшықтағы электродқа түсірген кернеу катод пен анодтагы поляризациялануды тудырып, токтың электролит арқылы өтуіне жүмсалады:

Е = Еа - Ек + I R. (1. 1)

мұндағы Ея мен Ек - анод пен катодтың потенциалдары, R - электролиттік ұяшықтың кедергісі, I - одан өткен ток күші. Егер ерітіндіде бейтарапты злектролит болса, онда кедергі шамасы өте кіші болып, оның ток күшіне кебейтіндісін ескермеуге болады.

Вольтамперометрия. Аналитикалық қолдану

Сапалық талдауды иондардың немесе молекулалардың жарты толқындық потенциалы бойынша жүргізеді, әйтсе де, бұл шаманың мәніне аялық (фон) электродиттің ықпалы. ерітіндінің рН, кешенделетін агенттер мен беттік актив заттардың қатынасуы, тағы басқалардың едәуір ықпал ететінін ескерген жөн. Сандық есептеу үшін Илькович теңдеуін онын барлық параметрлерінің сандық мәндерін анықтау қиындығына байланысты қолдануға болмайды. Сондықтан да іс жүзінде не түзудің теңдеуі (І=КС), не тура өлшемдеу әдісі, не стандарттық түзу немесе стандарттық қосымшалау әдістері пайдаланылады. Егер екі ионның жарты толқындық потенциалының айырымы 0, 2 В-тан артық болса, онда полярограммада екі толқын байқалады, яғни екі ионды қатар анықтауға болады. Анықталатын деполяризатордың (талданатын ионның) концентрациясы 10−2 мен 10−6 моль/л аралығында, әдетте 10−3-10−4 М бола алады.

Ал полярографияның басқа түрлері бұдан да төменгі концентрацияларда жұмыс жүргізуге мүмкіндік береді. Ортаны дұрыс таңдағанда (аялық электролитті, рН, т. б. ) . тамшылайтын сынапты электродтың көмегімен барлық металдарды, тіпті сілтілік металды да анықтауға болады. Ал тамшылайтын анодтық электрод көмегімен аниондарды талдап анықтауға болады, мысалы:

2Hg + 2Вг-> Hg2Br2 + 2е; Hg + 4CN-> [Hg(CN) 4] 2-1 + 2е

Органикалық заттар тамшылайтын сынапты анодтық электродта тотықсызданып не тотыққан кезде, көбінесе бұл қатынас қайтымсыз және сатылай жүреді. Осыған қарамастан қазіргі кезде көшеген органикалық қосылыстарды анықтау әдістемесі жасалған: альдегидтердің, кетондардың, нитрилдердің, тиолдардың, хинондардың халкогенді және галогенді туындыларын. нитро-, азо-, т. б. қосылыстарды дәстүрлі полярографияны ғылыми-зерттеу және өндірістік лабораторияларда қолданады.

Соңғы кездері полярография жаңа бағыт алып, оның сезімталдығы мен тандау мүмкінділігі артты. Мысалы, полярография жүйесінде осциллографты қолдану, катодты-анодты процестерді реттеуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ, бұл әдістін бір түрінде айнымалы тоқтарды да қолданады. Мұндайда электродка бір қалыпты және түзу сызықты өсетін кернеу мен айнымалы кернеу беріліп, аз мөлшердегі заттарды талдағанда, полярограмманы ауытқытатын конденсаторлық токты азайтуға мүмкіндік болады

Қорытынды

Қорытындылай келе біз вольтамперометрия әдісімен танысып және оның алты түрі бар екенін білдік. Вольтамперометрия әдісін ашқан чех ғалымы 1892 жылы Я. Гейровский тамшылауыш сынап электролында электролиз жүргізе отырып ашқан. Волтьамперметрия әдісі электролиз кезінде, талданатын зат ерітіндісінің кернеуін жоғарылата отырып тогк күшін өлшеу нәтижесінде алынған вольтамперлік қисықтарды (ток күшінің кернеуге тәуелділігі) тіркеуге негізделген. Вольтамперметрлік әдісте анықталатын зат ерітіндісінің иондарына сезімтал индикаторлы электрод(жұмыс атқарушы) сыртқы кернеу көзінен поляризацияға ұшыратылады. Ал екінші электрод, яғни салыстырмалы электрод поляризация құбылысына ұшырамайды. Егер, жұмыс атқарушы электрод ретінде тамшылауыш сынап электроды пайдаланылса, әдіс полярографиялық деп аталады.

Ұқсас жұмыстар

Полярографиялық және амперметрлік талдау әдістері

Физикалык - химиялық талдау әдістері

ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ӘДІСТЕР ЭЛЕКТРОГРАВИМЕТРИЯЛЫҚ АНАЛИЗ – ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ӘДІСІ

Пәндер