Талдаудың электрохимиялық әдістері

Жоспар:

1. Потенциометриялық титрлеудің әдістері мен түрлері. Әдістің қолданылатын салалары.

2.Электролит ерітінділердің электр өткізгіштігін кондуктометриялық анықтау және әдістің қолданылу салалары.

3.Полярография.

Химиялық индикаторды қолдану тиімсіз болған (немесе сәйкес индикатор табылмаған) жағдайда потенциометриялық титрлеуді жүргізеді. Потенциометриялық титрлеуде индикатор ретінде потенциометрдің титрленетін ерітіндіге батырылған және осы анықталатын ионға сезімтал индикаторын пайдаланды. Титрлеу барысында иондардың концентрациясының өзгеруін потенциометрдің өлшейтін бөлігі тіркеп отырады. Потенциометрдің рН немесе мВ бірлігіндегі көрсеткіштерін жазып, осы көрсеткіштердің титранттың көлеміне тәуелділігінің графигін тұрғызады. График бойынша эквиваленттік нүктені және титрлеуге кеткен титранттың көлемін анықтайды.

Эквиваленттік нүктені анағұрлым тура анықтау үшін Гран әдісін қолдануға болады. Потенциометриялық титрлеудің эквиваленттік нүктесін анықтаудың графиктерден басқа да әдістері бар.

Потенциометриялық титрлеу титриметриялық талдаудың барлық жағдайларында қолданылады.

Қышқылдық-негіздік титрлеуде шыны электрод және салыстыру электроды пайдаланылады. Шыны электрод ортаның рН-нің мәнінің өзгеруіне сезімтал болғандықтан титрлеу кезінде ортаның рН-нің мәнінің өзгерістері тіркеледі.

Тұнбалық потенциометриялық титрлеуде индикатор ретінде металдан әзірленген, анықталатын иондармен электродтық жұп құрайтын электрод қолданылады.

Потенциометриялық әдіс өзінің орындалуы бойынша жеңіл және құрылысы қарапайым, жеткілікті дәрежеде сезімтал және т.с.с. Осыған байланысты бұл әдіс түрі аспаптық талдаудың анағұрлым кең қолданылатын әдістерінің бірі болып табылады.

Электролит ерітінділердің электр өткізгіштігі. Кондуктометрия ерітінділердің электрлік өткізгіштігін өлшеуге негізделген. Егер заттың ерітіндісіне екі электродты (платиналық немесе басқа инерттік) батырып, электродтарға потенциалдар айырмасын бағыттаса, онда ерітінді арқылы электрлік тоқ өтеді. әр бір электрлік өткізгіш сияқты ерітінділердің де кедергісі (R) және оған кері шамасы – электрлік өткізгіштігі (L) болады. Ерітіндінің кедергісі электродтардың арақашықтығына, ерітіндінің меншіктік кедергісіне тура пропорционал және электродтардың ауданына кері пропорционал:

R = 1/S, L = 1/R. (13.1)

Меншіктік кедергі (ρ) ерітіндінің өткізгіш ретіндегі сипаттамасы және L=1 және S=1 болғанда ерітіндінің кедергісін көрсетеді. Меншіктік кедергіге кері шаманы меншіктік электрлік өткізгіштік деп атайды (χ):

χ=1/ρ (13.2)

Жеке заттардың ерітінділері эквиваленттік электрлік өткізгіштікпен сипатталады (λ). Эквиваленттік электрлік өткізгіштік құрамында 1 моль зат бар ерітіндінің көлемінің электрлік өткізгіштігі болып табылады:

λ=χ·1000/C (13.3)

мұндағы, С – заттың ерітіндідегі концентрациясы, моль/дм³.

Ерітіндінің эквиваленттік өткізгіштігі иондардың мөлшеріне және олардың қозғалғыштығына тәуелді. Иондардың мөлшері заттың молекулаларының иондану дәрежесімен (α) анықталады. Иондардың қозғалғыштығы (U) 1 с уақытта потенциалдың градиенті 1 В/см болғанда өткен арақашықтығы. Ерітіндідегі заттың 1 молінің электрлік өткізгіштігі электрлік мөлшеріне және заттың иондану дәрежесіне көбейтілген оң (U⁺) және теріс (U^-) иондардың қозғалғыштығының жалпы қосындысы болып табылады. Электрлік мөлшері 1 мольге сәйкес және Фарадей тұрақтысына тең:

λ=αF(U⁺ + U^-)=α(FU⁺ +FU^-). (13.4)

Шектік эквиваленттік электрлік өткізгіштік заттың сипаттамасы болып табылады (λ). Мұндай өткізгіштік ерітіндіні шексіз сұйылқанда байқалады (α=1) және f коэффициенті арқылы эквиваленттік электрлік өткізгіштікпен байланысты:

λ=FU⁺ +FU^-= λ⁺ + λ^-; λ=fλ=f(λ⁺ + λ^-) (13.5)

Кондуктометрияда ерітіндінің электрлік өткізгіштігі оның концентрациясымен (С), иондардың қозғалғыштығымен (U) және электродтардың өлшемдерін, олардың арасындағы қашықтығы, ұяшықтағы ерітіндінің көлемін, қалпын және т.с.с. ескеретін ұяшықтың К тұрақытысымен (константамен) анықталады:

L=KCU (13.6)

(41)-ші тәуелділік кондукометрияның негізі. әдісті ерітінділердің кедергісін өлшейтін аспаптардың – кондуктометрлердің көмегімен орындайды. Кедергінің (R) мәні бойынша ерітіндінің электрлік өткізгіштігінің оған кері мәнін (L) табады.

Бақылау сұрақтары:

1. Талдаудың электрохимиялық әдістерінің негізі.

2. Потенциометриялық титрлеуді қандай жағдайда жүргізген дұрыс және тиімді болып саналады ?

3.Гранның әдісі қандай мақсатта қолданылады ?

4.Қышқылдық-негіздік титрлеуде қолданылатын индикаторлар.

5.Кондуктометрияның және кулонометрияның ұқсастығы және айырмасы.

6. Потенциометриялық талдау әдісінің негізі.

7. Кондуктометриялық титрлеудің қисықтары.

Ші дәріс