տուն Պտղատու ծառեր Չինաստանում տեղի է ունեցել դեղին խմբերի ապստամբությունը. Դեղին խմբերի ապստամբությունը և Հանի կայսրության անկումը։ Տնտեսական անկում. Տնտեսության բնականացման ամրապնդում

Չինաստանում տեղի է ունեցել դեղին խմբերի ապստամբությունը. Դեղին խմբերի ապստամբությունը և Հանի կայսրության անկումը։ Տնտեսական անկում. Տնտեսության բնականացման ամրապնդում

Էլեկտրաքիմիական վերլուծության մեթոդներորակական և քանակական վերլուծության մեթոդների մի շարք է՝ հիմնված էլեկտրաքիմիական երևույթների վրա, որոնք տեղի են ունենում փորձարկման միջավայրում կամ միջերեսում և կապված են անալիտի կառուցվածքի, քիմիական կազմի կամ կոնցենտրացիայի փոփոխության հետ:

Մեթոդի տեսակներն են՝ էլեկտրագրավիմետրիկ անալիզը (էլեկտրոանալիզ), ներքին էլեկտրոլիզը, կոնտակտային մետաղների փոխանակումը (ցեմենտացումը), բևեռագրական անալիզը, կուլոմետրիան և այլն։ Մասնավորապես, էլեկտրագրավիմետրիկ անալիզը հիմնված է էլեկտրոդներից մեկից արձակված նյութի կշռման վրա։ Մեթոդը թույլ է տալիս ոչ միայն իրականացնել պղնձի, նիկելի, կապարի և այլնի քանակական որոշումներ, այլև առանձնացնել նյութերի խառնուրդներ։

Բացի այդ, վերլուծության էլեկտրաքիմիական մեթոդները ներառում են մեթոդներ, որոնք հիմնված են էլեկտրական հաղորդունակության (հաղորդականության չափման) կամ էլեկտրոդի ներուժի (պոտենցիոմետրիա) չափման վրա: Տիտրման վերջնակետը գտնելու համար օգտագործվում են մի քանի էլեկտրաքիմիական մեթոդներ (ամպերոմետրիկ տիտրացիա, հաղորդունակության տիտրացիա, պոտենցիոմետրիկ տիտրացիա, կուլոմետրիկ տիտրացիա):

Տարբերակել ուղղակի և անուղղակի էլեկտրաքիմիական մեթոդները: Ուղղակի մեթոդները օգտագործում են ընթացիկ ուժի (պոտենցիալ և այլն) կախվածությունը անալիտի կոնցենտրացիայից: Անուղղակի մեթոդներում չափվում է ընթացիկ ուժը (պոտենցիալը և այլն)՝ համապատասխան տիտրով անալիտի տիտրման վերջնակետը գտնելու համար, այսինքն. օգտագործվում է չափված պարամետրի կախվածությունը տիտրման ծավալից:

Ցանկացած տեսակի էլեկտրաքիմիական չափումների համար անհրաժեշտ է էլեկտրաքիմիական շղթա կամ էլեկտրաքիմիական բջիջ, որի անբաժանելի մասն է վերլուծված լուծույթը։

Էլեկտրաքիմիական մեթոդները դասակարգվում են ըստ վերլուծության ընթացքում չափված երևույթների տեսակի։ Էլեկտրաքիմիական մեթոդների երկու խումբ կա.

1. Մեթոդներ՝ առանց կողմնակի ներուժի պարտադրման, հիմնված պոտենցիալ տարբերության չափման վրա, որը տեղի է ունենում էլեկտրաքիմիական բջիջում, որը բաղկացած է էլեկտրոդից և փորձարկման լուծույթով անոթից: Մեթոդների այս խումբը կոչվում է պոտենցիոմետրիկ.Պոտենցիոմետրիկ մեթոդները օգտագործում են էլեկտրոդների հավասարակշռության ներուժի կախվածությունը էլեկտրոդների վրա էլեկտրաքիմիական ռեակցիային մասնակցող իոնների կոնցենտրացիայից։

2. Կողմնակի ներուժի կիրառման մեթոդներ, որոնք հիմնված են. ա) լուծույթների էլեկտրական հաղորդունակության չափման վրա. հաղորդունակություն; բ) լուծույթով անցած էլեկտրաէներգիայի քանակը. կուլոմետրիա; գ) ընթացիկ արժեքի կախվածությունը կիրառվող ներուժից. վոլտ-ամպերոմետրիա; դ) էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի անցման համար պահանջվող ժամանակը. Քրոնոէլեկտրաքիմիական մեթոդներ(քրոնովոլտամետրիա, քրոնոհաղորդչաչափություն): Այս խմբի մեթոդներում էլեկտրաքիմիական բջիջի էլեկտրոդների վրա դրվում է կողմնակի ներուժ:

Էլեկտրաքիմիական անալիզի գործիքների հիմնական տարրը էլեկտրաքիմիական բջիջն է: Մեթոդներում, առանց կողմնակի ներուժի պարտադրման, դա է գալվանական բջիջ, որում քիմիական ռեդոքսային ռեակցիաների առաջացման պատճառով առաջանում է էլեկտրական հոսանք։ Գալվանական բջիջի տիպի խցում, վերլուծված լուծույթի հետ շփվելով, կա երկու էլեկտրոդ՝ ցուցիչ էլեկտրոդ, որի ներուժը կախված է նյութի կոնցենտրացիայից, և հաստատուն պոտենցիալով էլեկտրոդ՝ հղման էլեկտրոդ։ , որի համեմատ չափվում է ցուցիչի էլեկտրոդի ներուժը։ Պոտենցիալ տարբերությունը չափվում է հատուկ սարքերով՝ պոտենցիոմետրերով։

Կողմնակի ներուժի պարտադրմամբ մեթոդներում օգտագործել էլեկտրաքիմիական բջիջ, այսպես են անվանվել, քանի որ բջջի էլեկտրոդների վրա, գերադրված ներուժի ազդեցության տակ, տեղի է ունենում էլեկտրոլիզ՝ նյութի օքսիդացում կամ վերականգնում։ Հաղորդավարական վերլուծության ժամանակ օգտագործվում է հաղորդիչ բջիջ, որի մեջ չափվում է լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Ըստ կիրառման եղանակի՝ էլեկտրաքիմիական մեթոդները կարելի է դասակարգել ուղիղ գծերի, որոնցում նյութերի կոնցենտրացիան չափվում է ըստ սարքի ցուցումների, և էլեկտրաքիմիական տիտրման, որտեղ համարժեքության կետի նշումը գրանցվում է էլեկտրաքիմիական չափումների միջոցով։ Համաձայն այս դասակարգման՝ առանձնանում են պոտենցիոմետրիա և պոտենցիոմետրիկ տիտրացիա, դիրիժորաչափություն և հաղորդիչ տիտրացիա և այլն։

Էլեկտրաքիմիական որոշման սարքերը, բացի էլեկտրաքիմիական բջիջից, խառնիչից, բեռի դիմադրությունից, ներառում են պոտենցիալների տարբերությունը, հոսանքը, լուծույթի դիմադրությունը և էլեկտրաէներգիայի քանակությունը չափող սարքեր: Այս չափումները կարող են իրականացվել հավաքիչ չափիչներով (վոլտմետր կամ միկրոամպերմետր), օսցիլոսկոպներով, ավտոմատ ձայնագրող պոտենցիոմետրերով: Եթե ​​բջջի էլեկտրական ազդանշանը շատ թույլ է, ապա այն ուժեղացվում է ռադիոուժեղացուցիչների միջոցով: Կողմնակի ներուժի կիրառմամբ մեթոդների սարքերում կարևոր մասն են կազմում կայունացված DC կամ AC հոսանքի համապատասխան ներուժը բջիջին մատակարարելու սարքերը (կախված մեթոդի տեսակից): Էլեկտրաքիմիական վերլուծության գործիքների էլեկտրամատակարարման միավորը սովորաբար ներառում է ուղղիչ և լարման կայունացուցիչ, որն ապահովում է գործիքի մշտական ​​աշխատանքը:

Պոտենցիոմետրիան միավորում է մեթոդները, որոնք հիմնված են շրջելի էլեկտրաքիմիական սխեմաների էմֆ-ի չափման վրա, երբ աշխատանքային էլեկտրոդի պոտենցիալը մոտ է հավասարակշռության արժեքին:

Վոլտամետրիան հիմնված է բևեռացման հոսանքի կախվածության ուսումնասիրության վրա էլեկտրաքիմիական բջիջի վրա կիրառվող լարման վրա, երբ աշխատանքային էլեկտրոդի ներուժը զգալիորեն տարբերվում է հավասարակշռության արժեքից: Լայնորեն կիրառվում է լուծույթներում և հալվածքներում նյութերի որոշման համար (օրինակ՝ բևեռագրություն, ամպերոմետրիա)։

Կուլոմետրիան միավորում է վերլուծական մեթոդները, որոնք հիմնված են էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի ընթացքում էլեկտրոդի վրա արձակված նյութի քանակի չափման վրա՝ Ֆարադեյի օրենքներին համապատասխան: Կուլոմետրիայի դեպքում աշխատանքային էլեկտրոդի ներուժը տարբերվում է հավասարակշռության արժեքից:

Կոնդուկտոմետրիկ վերլուծությունը հիմնված է միջէլեկտրոդային տարածության մեջ նյութի կոնցենտրացիայի կամ միջավայրի քիմիական կազմի փոփոխության վրա. դա կապված չէ էլեկտրոդի ներուժի հետ, որը սովորաբար մոտ է հավասարակշռության արժեքին:

Դիէլեկտրոմետրիան միավորում է վերլուծության մեթոդները, որոնք հիմնված են նյութի դիէլեկտրական հաստատունի չափման վրա, որը պայմանավորված է մասնիկների էլեկտրական դաշտում (մոլեկուլներ, իոններ) դիպոլային մոմենտի հետ կողմնորոշմամբ: Լուծումները վերլուծելու համար օգտագործվում է դիէլեկտրաչափական տիտրացիա:

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները հիմնված են պոտենցիալների, հոսանքների և այլ բնութագրերի չափման վրա անալիտի էլեկտրական հոսանքի հետ փոխազդեցության ժամանակ:

Էլեկտրաքիմիական մեթոդները բաժանվում են երեք խմբի.

¨ մեթոդներ, որոնք հիմնված են հոսանքի բացակայության դեպքում ընթացող էլեկտրոդային ռեակցիաների վրա (պոտենցիոմետրիա);

¨ հոսանքի ազդեցության տակ ընթացող էլեկտրոդային ռեակցիաների վրա հիմնված մեթոդներ (վոլտամետրիա, կուլոմետրիա, էլեկտրագրավիմետրիա);

¨ մեթոդներ, որոնք հիմնված են չափումների վրա՝ առանց էլեկտրոդային ռեակցիայի (հաղորդունակություն - ցածր հաճախականության տիտրում և օսցիլոմետրիա - բարձր հաճախականության տիտրում):

Ըստ կիրառման եղանակների՝ էլեկտրաքիմիական մեթոդները դասակարգվում են ուղիղհիմնված նյութի կոնցենտրացիայից անալիտիկ ազդանշանի անմիջական կախվածության վրա և անուղղակի(տիտրման ժամանակ համարժեքության կետի սահմանում):

Անալիտիկ ազդանշանը գրանցելու համար պահանջվում է երկու էլեկտրոդ՝ ցուցիչ և համեմատություն։ Էլեկտրոդը, որի պոտենցիալը կախված է հայտնաբերված իոնների ակտիվությունից, կոչվում է ցուցիչ... Այն պետք է արագ և շրջելիորեն արձագանքի լուծույթում որոշվող իոնների կոնցենտրացիայի փոփոխություններին: Էլեկտրոդը, որի պոտենցիալը կախված չէ որոշվող իոնների ակտիվությունից և մնում է հաստատուն, կոչվում է. տեղեկատու էլեկտրոդ.

ՊՈՏԵՆՑԻՈՄԵՏՐԻԱ

Պոտենցիոմետրիկ մեթոդհիմնված է շրջելի գալվանական բջիջների էլեկտրաշարժիչ ուժերի չափման վրա և օգտագործվում է լուծույթում իոնների կոնցենտրացիան որոշելու համար։

Մեթոդը մշակվել է անցյալ դարի վերջում, այն բանից հետո, երբ 1889 թվականին Վալտեր Ներնստը ստացավ հավասարում, որը կապում է էլեկտրոդի ներուժը գործունեության (նյութերի համակենտրոնացման) հետ.

որտեղ է ստանդարտ էլեկտրոդի ներուժը, V; 0,059-ը հաստատուն է՝ ներառյալ գազի համընդհանուր հաստատունը (), բացարձակ ջերմաստիճանը և Ֆարադեյի հաստատունը (); - էլեկտրոնների թիվը, որոնք մասնակցում են էլեկտրոդների ռեակցիային. և - նյութի համապատասխանաբար օքսիդացված և նվազեցված ձևերի ակտիվությունը.

Երբ մետաղական թիթեղը ընկղմվում է լուծույթի մեջ, հավասարակշռություն է հաստատվում մետաղ-լուծույթի միջերեսում

Me 0 ↔ Me n + + nē

և առաջանում է էլեկտրոդի պոտենցիալ: Դուք չեք կարող չափել այս պոտենցիալը, բայց կարող եք չափել գալվանական բջիջի էլեկտրաշարժիչ ուժը:

Հետազոտված գալվանական բջիջը բաղկացած է երկու էլեկտրոդներից, որոնք կարող են ընկղմվել միևնույն լուծույթի մեջ (առանց փոխանցման խցում) կամ տարբեր կազմի երկու լուծույթների մեջ, որոնք ունեն հեղուկ շփում միմյանց հետ (փոխանցման միացում):

Էլեկտրոդը, որի պոտենցիալը կախված է հայտնաբերված իոնների ակտիվությունից, կոչվում է ցուցիչ: E = f (գ): Այն էլեկտրոդը, որի պոտենցիալը կախված չէ որոշվող իոնների կոնցենտրացիայից և մնում է հաստատուն, կոչվում է տեղեկատու էլեկտրոդ... Այն օգտագործվում է ցուցիչ էլեկտրոդի ներուժը չափելու համար:

Էլեկտրաքիմիական մեթոդներ- շրջակա միջավայրի մոնիտորինգում դրանց կիրառման առումով առավել դինամիկ զարգացող: Ամենից հաճախ MOC համակարգերում օգտագործվում են վոլտամետրիա (ներառյալ բևեռագրություն), պոտենցիոմետրիա (ներառյալ իոնոմետրիա), կուլոմետրիա և հաղորդունակություն:

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները օգտագործում են միջավայրի տարբեր էլեկտրական հատկությունների կախվածությունը դրանում վերլուծվող նյութերի քանակական պարունակությունից և որակական բաղադրությունից.

· փոփոխությունը ներուժէլեկտրոդ՝ կախված նյութում տեղի ունեցող ֆիզիկաքիմիական գործընթացներից ( պոտենցիոմետրիկմեթոդ), ներառյալ. Իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների սելեկտիվ ռեակցիաներ, որոնք առանձին զգայուն են մեծ թվով կատիոնների և անիոնների նկատմամբ ( իոնոմետրիկմեթոդ);

· փոփոխությունը էլեկտրական հաղորդունակություն (հոսանք)և նյութի դիէլեկտրական հաստատունը՝ կախված միջավայրի բնույթից և դրա բաղադրիչների կոնցենտրացիայից ( հաղորդիչև ամպերոմետրիկմեթոդներ);

· Փոփոխություններ էլեկտրաէներգիայի քանակըերբ անալիտը մտնում է էլեկտրաքիմիական բջիջ ( կուլոմետրիկմեթոդ);

Վերլուծված միացության նվազումը կաթող կամ պտտվող սնդիկի էլեկտրոդի վրա, որպես կանոն, ագրեգացման տարբեր վիճակներում նյութերի հետքային քանակությունների վերլուծության ժամանակ ( բևեռագրականկամ վոլտամետրիկմեթոդ):

Այս խմբի բոլոր սարքերի բևեռոգրաֆներն ունեն ամենաբարձր զգայունությունը՝ հավասար 0,005–1 մկգ/մլ նմուշի:

Վոլտամետրիաներառում է բևեռացման կորերի ուսումնասիրության վրա հիմնված վերլուծության էլեկտրաքիմիական մեթոդների խումբ։ Այս մեթոդներն են. բևեռագրությունև ամպերոմետրիկ տիտրացիա - ունեն բազմաթիվ սորտեր և փոփոխություններ: Ամենատարածված մշտական ​​հոսանքբևեռագրություն.

Բևեռագրական կարգավորումը բաղկացած է ուղղակի հոսանքի աղբյուրից, լարման բաժանարարից, կաթիլից (սովորաբար սնդիկի) կամ պտտվող էլեկտրոդից և օժանդակ (սովորաբար նաև սնդիկի կամ այլ) էլեկտրոդից: Հոսանքը չափելու համար համակարգին միացված է միկրոամպաչափ: Էլեկտրոդները փորձարկման լուծույթի հետ միասին տեղադրվում են էլեկտրոլիզատորի (բջջի) մեջ:

Էլեկտրոլիտիկ բջիջի վրա կիրառվող լարումը առաջացնում է անոդի և կաթոդի բևեռացում: Ե= զ ա- զ կ +iR, որտեղ ես- ընթացիկ ուժ; ԴԵՊԻ -լուծման դիմադրություն; զ աև զ կ- անոդի և կաթոդի պոտենցիալները.

Եթե ​​դուք նվազեցնում եք լուծույթի դիմադրությունը՝ ավելացնելով ուժեղ էլեկտրոլիտ (ֆոն), ապա արժեքը iR(լուծույթի հնարավոր անկումը) կարելի է անտեսել:

Անոդի պոտենցիալը գործնականում անփոփոխ է մնում բջիջի շահագործման ընթացքում, քանի որ ընթացիկ խտությունը ցածր է, իսկ անոդի համեմատաբար մեծ մակերեսը բևեռացված չէ: Այնուհետև փոքր մակերեսով կաթող բևեռացնող կաթոդի ներուժը հավասար կլինի. Ե= -f կ... Հաճախ բևեռագրական չափումների ժամանակ անոթի հատակին սնդիկի շերտի փոխարեն օգտագործվում է չբևեռացվող հագեցած կալոմելի էլեկտրոդ, որի պոտենցիալը զրոյական է:



Բևեռագրական տվյալները ստացվում են էլեկտրոլիտիկ բջիջով անցնող հոսանքի չափման միջոցով՝ որպես էլեկտրոդների վրա կիրառվող ներուժի ֆունկցիա: Ընթացիկ հզորության գրաֆիկական կախվածությունը պոտենցիալից կոչվում է բևեռագրական ալիք ( բրինձ. 2).

Էլեկտրոլիզի սկզբում, վերադրված EMF-ի ցածր արժեքների դեպքում, հոսանքը գրեթե հաստատուն կլինի և միայն շատ դանդաղ կաճի: Սա այսպես կոչված մնացորդային հոսանքն է, որը պահպանվում է էլեկտրոլիզի ողջ գործընթացի ընթացքում։

Բրինձ. 2... 10-3 Մ ցինկի քլորիդի լուծույթի և 1 մ կալիումի քլորիդի լուծույթի բևեռագրություն (կոր 1) և 1 մ կալիումի քլորիդի լուծույթ (կոր 2)

Հենց հասնում է իոնների վերականգնման ներուժը (օրինակ, որոշված ​​ցինկի իոնների համար այն հավասար է -1,0 Վ-ի), դրանց արտանետումը սկսվում է սնդիկի մի կաթիլից.

Zn 2+ + 2 + Hg ® Zn (Hg):

Կաթոդում ձևավորվում է նոսր ցինկի ամալգամ Zn (Hg), որը քայքայվում է իր բաղադրամասերի, հենց որ ընկնող կաթիլը շփվում է անոդի հետ.

Zn (Hg) - 2 ® Zn 2+ + Hg:

Ցինկի իոնների նվազեցման պոտենցիալի դեպքում հոսանքը կտրուկ աճում է ( բրինձ. 2), բայց որոշակի արժեքի հասնելուց հետո, չնայած կիրառվող EMF-ի ավելացմանը, այն մնում է գրեթե հաստատուն: Այս հոսանքը կոչվում է սահմանափակող կամ դիֆուզիոն հոսանք, դրա արժեքը, որպես կանոն, համաչափ է անալիտի կոնցենտրացիայի հետ։

Պոլարոգրամները հեռացնելիս հետազոտվող էլեկտրոլիտին ավելացվում է անտարբեր էլեկտրոլիտ կատիոններով, որոնք շատ ավելի դժվար են կրճատվում, քան վերլուծված կատիոնը, օրինակ՝ KCl, KNO 3, NH 4 Cl. անալիտի կոնցենտրացիայից 100-1000 անգամ բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում: Այս էլեկտրոլիտը կոչվում է «ֆոն»: Այն ստեղծվում է փորձարկման լուծույթում էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծացնելու և ցուցիչ էլեկտրոդի (կաթոդի) էլեկտրական դաշտը ցուցադրելու համար։ Ուստի որոշվող նյութի կատիոնները ոչ թե ձգվում են կաթոդի էլեկտրական դաշտով, այլ դեպի այն շարժվում են դիֆուզիայի շնորհիվ։

Պոլարոգրամի ամենակարևոր բնութագիրը կիսաալիքային պոտենցիալն է Ե 1/2 և բևեռագրական ալիքի բարձրությունը հ(սահմանափակող դիֆուզիոն հոսանք): Կիսալիքային ներուժն օգտագործվում է որակբևեռագրական վերլուծություն. Տարբեր նյութերի կիսաալիքային պոտենցիալները՝ դասավորված իրենց բացասական արժեքների աճման կարգով, կազմում են այսպես կոչված «բևեռագրական սպեկտրը»։ Քանի որ կիսաալիքային պոտենցիալը զգալիորեն կախված է լուծույթի բաղադրությունից (վերլուծված միջավայրից), բևեռագրական աղյուսակներում ֆոնը միշտ նշվում է:

Վ քանակականԲևեռագրական վերլուծություն՝ կոնցենտրացիան չափելու համար՝ օգտագործելով տրամաչափման գրաֆիկի, հավելումների, համեմատության և հաշվարկման մեթոդները:

Բևեռագրության տարբեր տարբերակների շարքում մեթոդը դիֆերենցիալ իմպուլսային բևեռագրություն (DIP ) ամենաարդյունավետն է շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի խնդիրների լուծման համար՝ հիմնականում իր բարձր զգայունության շնորհիվ: RIP մեթոդը թույլ է տալիս գնահատել դասական բևեռագրության մեթոդով որոշված ​​բոլոր նյութերի պարունակությունը: Ի թիվս այլ բևեռագրական մեթոդների՝ այն հատկապես օգտակար է հետքի վերլուծության համար։ քառակուսի ալիքբևեռագրություն, որն ապահովում է հայտնաբերման սահմանը մոտ DIP-ի հայտնաբերման սահմանին, բայց միայն հետադարձելի էլեկտրոդային պրոցեսների դեպքում, և հետևաբար այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է ծանր մետաղների հետքերը որոշելու համար։ DIP մեթոդը կարող է օգտագործվել նաև մակերևութաակտիվ նյութերի որոշման համար, որոնք փոխում են էլեկտրոդի էլեկտրական կրկնակի շերտի հզորությունը:

Ծանր մետաղների իոնների միկրոպարունակությունը որոշելու համար կարող են օգտագործվել մեթոդներ ինվերսիոն էլեկտրաքիմիական վերլուծություն (IEA) կամ այլ կերպ, ինվերսիոն վոլտամետրիկ վերլուծություն (IVA ), որի դեպքում որոշվող մետաղները նախապես դրվում են էլեկտրոդի վրա, այնուհետև լուծվում են բևեռագրական հսկողության ներքո: Այս տարբերակը, RIP-ի հետ համատեղ, էլեկտրաքիմիական անալիզի ամենազգայուն մեթոդներից է: IEA-ի (IVA) ապարատային դիզայնը համեմատաբար պարզ է, ինչը հնարավորություն է տալիս վերլուծություններ իրականացնել դաշտում, և այս սկզբունքով կարող են աշխատել նաև ավտոմատացված շարունակական հսկողության (մոնիթորինգի) կայանները։

IEA (IVA) մեթոդները ապահովում են Cu, Pb, Bi, Sb, As, Sn In, Ga, Ag, Tl, Cd, Zn, Hg, Au, Ge, Te, Ni, Co իոնների և բազմաթիվ անիոնների որոշումը: IEA (IVA) մեթոդների կարևոր առավելությունն այն է (ի տարբերություն այլ մեթոդների, օրինակ, օրինակ՝ ատոմային կլանման սպեկտրոմետրիա) ազատ իոնները նրանց կապակցված քիմիական ձևերից տարբերելու ունակություն, որը կարևոր է նաև վերլուծված նյութերի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները էկովերլուծական հսկողության տեսանկյունից գնահատելու համար (օրինակ՝ ջրի որակը գնահատելիս)։ Շատ օրգանական նյութեր կարող են որոշվել նաև IEA (IVA) մեթոդներով էլեկտրոդի մակերեսի վրա դրանց կլանման կուտակումից հետո:

Բևեռագրական մեթոդները կարող են նաև որոշել տարբեր մետաղների աերոզոլները արդյունաբերական տարածքների մթնոլորտում և օդում այն ​​բանից հետո, երբ դրանք գրավվել են համապատասխան զտիչներով, որին հաջորդում է խտանյութերը լուծույթի մեջ տեղափոխելը: Օրգանական միացությունները մթնոլորտում գազերի և գոլորշիների տեսքով կարող են որոշվել բևեռագրական եղանակով՝ հատուկ ընտրված լուծույթներով կլանվելուց հետո։ Մետաղները և կենսաբանական նյութերի տարբեր միացությունները սովորաբար որոշվում են բևեռագրական եղանակով՝ արդյունահանումից հետո։ Բոլոր բևեռագրական չափումները, ներառյալ IEA (IVA), կարող են լիովին ավտոմատացված լինել, ինչը կարևոր է սերիական վերլուծություններ կատարելիս:

Բևեռագրության կիրառման կարևորագույն ոլորտներից է ջրում թթվածնի որոշումը։ Դրա համար օգտագործվում են ամպերաչափական դետեկտորներ, որոնք առաջացնում են լուծույթում թթվածնի կոնցենտրացիայի համաչափ հոսանք:

Ֆերմենտը դետեկտորի մեմբրանի մակերեսին քսելով՝ հնարավոր է ստանալ տարբեր ֆերմենտային ամպերաչափական սենսորներ, որոնք հարմար են կենսաքիմիական և կլինիկական անալիզների համար։ Նման սենսորները օգտագործվում են նաև շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի համակարգերում:

Էլեկտրոկատալիտիկ սկզբունքով աշխատող էլեկտրոդները հարմար են արդյունաբերական տարածքների օդում տարբեր գազերի (SO 2, H 2 S, CO, NO x) մոնիտորինգի համար: Այս գազերի էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները (կատալիզատորի դեր են կատարում), որոնք տեղի են ունենում էլեկտրոդի մակերեսին, առաջացնում են հոսանք էլեկտրոդների համակարգում, որը ֆունկցիոնալորեն կապված է օդում գազերի կոնցենտրացիայի հետ:

Բևեռագրության կիրառումը չի սահմանափակվում միայն դիսկրետ նմուշների վերլուծությամբ, և մեթոդն աստիճանաբար անցնում է գազերի և հեղուկների շարունակական վերլուծության սկզբունքներին։

Վոլտամետրիկ բևեռագրական դետեկտորները հաջողությամբ օգտագործվում են բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատագրման մեջ (HPLC): Այս դեպքում խիստ ընտրովի տարանջատման մեթոդի համադրությունը զգայուն հայտնաբերման մեթոդի հետ հանգեցնում է քրոմատոգրաֆիկ մեթոդով որոշվող նյութերի տեսականու նկատելի ընդլայնման (բարձր թունավոր նյութերի հետքեր, թունաքիմիկատներ, դեղեր, աճի խթանիչներ և այլն):

Մեթոդի մանրամասներին կարելի է ծանոթանալ հատուկ գրականության մեջ ,,,,:

Պոտենցիոմետրիա- շրջելի գալվանական բջիջների EMF-ի չափման վրա հիմնված նյութերի կոնցենտրացիան որոշելու մեթոդ:

Գործնականում օգտագործվում են երկու վերլուծական մեթոդներ. ուղիղպոտենցիոմետրիաորոշելու մասնիկների ակտիվությունը, որը կարելի է հաշվարկել գալվանական բջիջի EMF-ի Ներնստի հավասարման միջոցով, և պոտենցիոմետրիկ տիտրացիա , որի դեպքում տիտրման ընթացքում քիմիական նյութերի գործունեության փոփոխությունը հանգեցնում է գալվանական բջիջի EMF-ի փոփոխության։

Պոտենցիոմետրիկ տիտրումներ իրականացնելու և ուղղակի պոտենցիոմետրիայի սարքավորումները նույնն են: Պոտենցիոմետրիկ չափման սխեման ներառում է ցուցիչ էլեկտրոդ և կայուն հաստատուն պոտենցիալով հղման էլեկտրոդ, ինչպես նաև երկրորդական սարք: Մեթոդի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է բրինձ. 3.

1 - ցուցիչ էլեկտրոդ; 2 - տեղեկատու էլեկտրոդ

Բրինձ. 3. Պոտենցիոմետրիկ բջիջ

Զույգ էլեկտրոդների ներուժը հաստատուն է։ Լուծույթում անալիտի կոնցենտրացիայի փոփոխությունը փոխում է շղթայի EMF-ը: Ցուցանիշի էլեկտրոդները սովորաբար չորսն են տեսակները, կախված օգտագործվող թաղանթից, որը բաժանում է էլեկտրոդի լուծույթը փորձարկման լուծույթից. 2) տարասեռ թաղանթով էլեկտրոդներ, որոնցում էլեկտրոդի ակտիվ նյութը բաշխված է, օրինակ, սիլիկոնե ռետինով. 3) հեղուկ թաղանթով էլեկտրոդներ, որոնցում թաղանթը չեզոք նյութի, օրինակ՝ ծակոտկեն ապակու վրա կիրառվող լուծույթ է. 4) ապակու տարբեր քիմիական բաղադրությամբ ապակե էլեկտրոդներ.

Ցուցանիշի էլեկտրոդները ձեռք են բերում լուծույթի ներուժը, որում դրանք տեղադրված են: Տարբերակել երկուսը տեսակիցուցիչ էլեկտրոդներ.

1) անտարբեր էլեկտրոդներ (էլեկտրոլիզի ժամանակ անխորտակելի);

2) չափումների ընթացքում փոփոխվող (օքսիդացող կամ նվազեցնող) էլեկտրոդներ.

Դեր անտարբեր էլեկտրոդներ(դրանք երբեմն կոչվում են էլեկտրոդներ երրորդտեսակ) էլեկտրոններ տալն է կամ կցելը, այսինքն. լինել էլեկտրական հոսանքի հաղորդիչներ. Նման էլեկտրոդները կարող են պատրաստվել ոսկուց, փայլեցված պլատինից, գրաֆիտից և այլ նյութերից։ Փոփոխական էլեկտրոդների օրինակներ (երբեմն կոչվում են էլեկտրոդներ առաջինըսեռ) կարող են լինել պղնձի, ցինկի և այլ մետաղների թիթեղներ, ինչպես նաև քինհիդրոն և ջրածնի ցուցիչ էլեկտրոդներ: Ի լրումն ցուցիչի էլեկտրոդները կարող են լինել. իոնային ընտրողական թաղանթային էլեկտրոդներ բազմաթիվ կատիոնների որոշման համար՝ Li+, Pb+, Cs+, Tl+, NH+, Na+, K+, Ag+ և այլն: Որպես տեղեկատու էլեկտրոդներ ( ստանդարտէլեկտրոդներ), որոնց պոտենցիալը մնում է անփոփոխ ամբողջ չափման ընթացքում, առավել հաճախ օգտագործվում են, օրինակ, նորմալ և դեզինորմալ կալոմելի (կալոմել) էլեկտրոդները համապատասխանաբար +0,282 Վ և +0,334 Վ պոտենցիալներով, ինչպես նաև հագեցած արծաթի քլորիդով էլեկտրոդները պոտենցիալ +0,201 Վ.

Իդեալական դեպքում, գալվանական բջջի EMF-ի ուղղակի պոտենցիոմետրիկ չափումը կարող է կապված լինել Nernst հավասարման միջոցով որոշված ​​մասնիկի ակտիվության հետ կամ կոնցենտրացիայի հետ, եթե համապատասխան ակտիվության գործակիցները հայտնի են.

որտեղ Ե 0 – էլեկտրոդի ստանդարտ պոտենցիալ, V; Ռ- գազի հաստատուն; Տ- բացարձակ ջերմաստիճան; Զ -Ֆարադայի համարը; n- կորցրած կամ ստացված էլեկտրոնների քանակը. , [կրճատում] - օքսիդացված, կրճատված ձևերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաներ, համապատասխանաբար, մոլ / դմ 3:

Եթե ​​մենք փոխարինենք հաստատունների հղման արժեքները և բնական լոգարիթմից անցնենք տասնորդականին, ապա 25 ° C ջերմաստիճանի համար մենք ստանում ենք.

ՕՀ-ի վիճակը բնութագրելու ամենակարևոր ցուցանիշը այս միջավայրի pH արժեքն է, որի որոշումը ( pH-մետրիա ) ներկայումս սովորաբար իրականացվում են ապակե ցուցիչի (չափիչ) էլեկտրոդների միջոցով: Երկարաժամկետ չափումների համար մշակվել են ապակե էլեկտրոդների հատուկ դիզայն՝ ապակե թաղանթը մաքրելու լրացուցիչ սարքերով։ Ապակե էլեկտրոդները, որոնք ծածկված են էլեկտրոլիտային թաղանթով կիսաթափանցիկ թաղանթով, նույնպես հիմք են հանդիսանում տարբեր տեսակի զոնդերի համար ( սենսորներ ), օգտագործվում է արտադրության պայմաններում ջրի և օդի վերլուծության մեջ մի շարք աղտոտիչներ (NH 3, CO 2, NO x, SO 2, H 2 S և այլն):

Իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների (ISE) ստեղծման ոլորտում գործընթացը հնարավորություն է տալիս կառավարել F -, I -, Br -, Cl -, CN -, SCN -, NO 3 -, NO 2 -, ClO 4 -, S 2–, Na + , K + Ca 2+, Ag +, Cu 2+, Cd 2+, Pb 2+ կոնցենտրացիաները տատանվում են 10 –2-ից 10 –7 մոլ/լ (մոտ 1–10 –5 մգ/մլ): ISE-ի հետ ստուգումը արագ է, պարզ և ունի շարունակական չափումների մեծ հնարավորություններ: Մշակվել են ISE-ներ, որոնք ընտրովի են օրգանական նյութերի լայն դասի, ինչպես նաև իրենց զանգվածով իզոմերների, արտադրական գոտու օդում և արդյունաբերական ձեռնարկությունների ջրային-տնտեսական ռեժիմի մակերևութաակտիվ նյութերի և լվացող միջոցների նկատմամբ:

Պոտենցիոմետրիան օգտագործվում է նաև ջրի մեջ տարբեր ռեդոքս (O/V) համակարգերի ռեդոքսային պոտենցիալները չափելու համար: Որպես կանոն, չափման արդյունքները համապատասխանում են խառը ներուժին, քանի որ սովորաբար մի քանի O/W համակարգեր միաժամանակ գոյակցում են ջրի մեջ:

Հարկ է նշել, որ կիսահաղորդչային մետաղի օքսիդի քիմիապես ընտրողական և իոնային ընտրողական դաշտային տրանզիստորների (CSFT, ISFT) վրա հիմնված սենսորների օգտագործումը խոստումնալից է: Այս համակարգերում ընտրողականությունը ձեռք է բերվում մեմբրանի կազմի և տրանզիստորի դարպասի վրա դրված շերտի ընտրությամբ: Համակարգը ընկղմվում է վերլուծված լուծույթի մեջ, և դրա աղբյուրի և արտահոսքի միջև հոսող հոսանքը մոդուլացվում է հղման էլեկտրոդի և տրանզիստորի դարպասի միջև պոտենցիալ տարբերությամբ: Մեմբրանի կամ նստած շերտի ընտրողականության պատճառով մոդուլացված հոսանքը դառնում է լուծույթի համապատասխան բաղադրիչի գործունեության ֆունկցիա։ Կիսահաղորդչային սենսորները կազմում են տարբեր գազերի և գոլորշիների մոնիտոր-անալիզատորների հիմքը: Նման սենսորների փոքր չափը հնարավորություն է տալիս միավորել դրանց հավաքները խճանկարի տեսքով մեկ սուբստրատի վրա, այնպես որ ստացվի անալիզատոր, որն ի վիճակի է վերահսկել վնասակար նյութերի մի ամբողջ շարք: Խճանկարում ներառված առանձին սենսորների ազդանշանները կարող են հաջորդաբար և պարբերաբար գրանցվել անալիտիկ համակարգի չափիչ կենտրոնի կողմից:

Միկրոէլեկտրոնիկայի զարգացումը հնարավորություն է տալիս նախագծել կոմպակտ անալիզատորներ, ինչպիսիք են զոնդերը՝ օգտագործելով ժամանակակից ISE: Միևնույն ժամանակ, զոնդի բռնակում կարող է տեղադրվել մի շղթա, որը մշակում է շրջակա միջավայրի հսկողության օբյեկտի արձագանքը և նույնիսկ էկրանը:

Հատուկ գրականության մեջ դուք կարող եք ծանոթանալ մեթոդի մանրամասներին,,,.

Կուլոմետրիկվերլուծության մեթոդը էլեկտրոդի ռեակցիայի հոսանքի չափումն է, որի մեջ մտնում է փորձարկման նյութը՝ վերլուծված հոսքով մտնելով կուլոմետրիկ բջիջ: Ցուցադրված է կուլոմետրիկ բջիջի սխեմատիկ դիագրամ բրինձ. 4.

1 - կաթոդային խցիկ; 2 - անոդային խցիկ; 3 - microammeter

Բրինձ. 4... Կուլոմետրիկ բջջային դիագրամ

Կուլոմետրիկ անալիզը հիմնված է տվյալ նմուշում տվյալ էլեկտրաքիմիական պրոցեսը քանակապես անցկացնելու համար սպառված էլեկտրաէներգիայի քանակի չափման վրա, այսինքն. պայմանով, որ ընթացիկ արդյունավետությունը 100% է: Սա էլեկտրաէներգիայի քանակն է՝ օգտագործելով ընթացիկ-ժամանակի ինտեգրատորը, որը միացված է չափիչ բջիջի հետ սերիայով կամ կուլոմետր-էլեկտրոլիզատոր, որում էլեկտրաքիմիական գործընթացն իրականացվում է հարյուր տոկոս հոսանքի արդյունավետությամբ՝ ուղեկցվող նյութի արտազատմամբ։ որի քանակը կարող է հեշտությամբ և ճշգրիտ վերականգնվել:

Համաձայն Ֆարադայի օրենքը.

մ ( x)/ Մ(x) = մ(կ)/ Մ(կ),

որտեղ մ(x), մ (k) -անալիտի զանգված Ն.Սև համապատասխանաբար կուլոմետրում թողարկված նյութը. Մ(x), Մ(կ) - նյութի համարժեքների մոլային զանգված Ն.Սև կուլոմետրում թողարկված նյութը՝ գ/մոլ։

Հաշվարկը կարող է իրականացվել նաև Ֆարադեյի օրենքը նկարագրող հավասարման համաձայն.

եթե վերլուծության ընթացքում չափվում է հոսանքը ես, Եվ ժամանակը տ, ս, ծախսվել է էլեկտրաքիմիական գործընթացի իրականացման վրա։

Այս մեթոդի մեկ այլ փոփոխության մեջ, որը կոչվում է
կուլոմետրիկ տիտրացիա , տիտրանն առաջանում է էլեկտրոլիտիկ եղանակով վերլուծված լուծույթում տվյալ հոսանքի ժամանակ։ Անալիտիկ ռեակցիայում տիտրանի սպառումը համալրվում է տիտրանտի առաջացման ընթացքում լուծույթով հոսող լիցքով, մինչև հասնենք համարժեքության կետին:

Մեկը Կուլոմետրիկ մեթոդների առավելություններըայն է, որ տիտրոնի ստանդարտացման գործընթացը հաճախ ավելորդ է, քանի որ հաշվարկները հիմնված են Ֆարադեյի հաստատունի վրա, այսինքն. մեթոդը բացարձակ է և թույլ է տալիս գնահատել անալիտի քանակը, այլ ոչ թե դրա կոնցենտրացիան... Տվյալ պոտենցիալով կուլոմետրիայի թերությունը վերլուծության ընթացակարգի տեւողությունն է, որը կապված է էլեկտրոլիզի ամբողջական ավարտի անհրաժեշտության հետ: Համակարգչային տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս կրճատել այս ժամանակը` կանխատեսելով էլեկտրոլիզի ավարտը էլեկտրոլիզի սկզբնական փուլերի համար ընթացիկ-ժամանակ կորի մաթեմատիկական մշակման միջոցով և լուծույթում էլեկտրաէներգիայի քանակի կամ նյութի կոնցենտրացիայի հաշվարկով: Բազմաբաղադրիչ նմուշները վերլուծելիս այն կարող է օգտագործվել սկանավորման կուլոմետրիա , որի դեպքում էլեկտրոլիզի ներուժը փոխվում է շարունակաբար կամ աստիճանաբար։ Նման համակարգերի համար կուլոմետրիկ տիտրումը նախընտրելի է ուղիղ կուլոմետրիայից, քանի որ տիտրման արտադրության ընթացքում 100% հոսանքի արդյունավետությունը հեշտությամբ կարելի է ձեռք բերել տիտրող ռեակտիվի և աշխատանքային միջավայրի բաղադրության ճիշտ ընտրությամբ: Կուլոմետրիկ տիտրումը կիրառելի է 0,01-ից մինչև 100 մգ նյութեր (երբեմն 1 մկգ-ից ցածր) որոշելու համար: Նմուշների աշխատանքային ծավալը սովորաբար կազմում է 10-ից 50 մլ: Մեթոդը բնութագրվում է բարձր ճշգրտությամբ, հարաբերական սխալը չի ​​գերազանցում մի քանի տասներորդական տոկոսը նույնիսկ միկրոգրամի պարունակության կուլոմետրիկ տիտրման դեպքում: Օպտիմալ պայմաններում տիտրումը կարող է իրականացվել շատ փոքր ընդհանուր անորոշությամբ՝ 0,01% (հարաբեր.): Տարբեր թթու-բազային, ռեդոքս; տեղումների և կոմպլեքսաչափական տիտրման տարբերակները կարող են իրականացվել կուլոմետրիկ եղանակով:

Կուլոմետրիկ գազի անալիզատորներ և ջրային անալիզատորներ («կուլոմետրեր») մշակվել և արտադրվում են ծծմբի երկօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի (սուլֆատներ և սուլֆիդներ), օզոնի (և ջրածնի պերօքսիդ), օդում քլորի (և ակտիվ քլորի ջրի մեջ) որոշման համար: , ածխածնի երկօքսիդը և ազոտի երկօքսիդը օդում (նիտրատներ և նիտրիտներ ջրում)։ Կուլոմետրիան օգտագործվում է նաև որպես էլեկտրաքիմիական հայտնաբերման գործիք հեղուկ քրոմատագրության մեջ։

Մեթոդի մանրամասները կարելի է գտնել մասնագիտացված գրականության մեջ:

Կոնդուկտոմետրիկ մեթոդվերլուծությունը հիմնված է լուծույթի հաղորդունակության չափման վրա: Անալիզի հաղորդունակության մեթոդը բաղկացած է խառնուրդի բաղադրիչի կլանման ժամանակ էլեկտրոլիտի լուծույթի դիմադրության փոփոխության չափումից: Կոնդուկտոմետրիկ կայանքները օգտագործվում են, օրինակ, ածխածնի օքսիդը և երկօքսիդը, բենզինի գոլորշիները, ամոնիակը և այլն որոշելու համար։

Էլեկտրական հաղորդունակությունը դիմադրության փոխադարձ է: Ռ, դրա չափը Cm է (siemens), այսինքն. æ = 1 / Ռ.

Լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը կախված է լուծույթի մեկ միավոր ծավալի իոնների քանակից, այսինքն. կենտրոնացումից ՀԵՏ, այս իոնների շարժունակությունից - Վ.Հայտնի հարաբերությունների հիման վրա

որտեղ Զ- էլեկտրոդների միջև հեռավորությունը; Ս -էլեկտրոդների տարածք; կ– Համաչափության գործակիցը.

Հատուկ զույգ էլեկտրոդների համար, որոնց միջև մշտական ​​հեռավորություն կա Ս/Զ= կոնստ. Հետո

,

որտեղ կ 1 = կ(Ս/Զ).

Հաղորդագրության մեջ հաշվարկելիս օգտագործվում է «հատուկ էլեկտրական հաղորդունակություն» æ 0 հասկացությունը.

Հաշվարկներում հարմար է օգտագործել համարժեք էլեկտրական հաղորդունակությունը, որը հավասար է.

որտեղ NS - 1 սմ 3 լուծույթում համարժեք մոլերի քանակը: Համարժեք էլեկտրական հաղորդունակությունը l ¥ անսահման նոսրացման դեպքում հավասար է կատիոնների շարժունակության գումարին Uև անիոն Վ.

Թույլ էլեկտրոլիտի լուծույթի համարժեք էլեկտրական հաղորդունակության հարաբերակցությունը անսահման նոսրացման դեպքում այս էլեկտրոլիտի համարժեք էլեկտրական հաղորդունակությանը հավասար է այս էլեկտրոլիտի a տարանջատման աստիճանին.

Չնայած իր ոչ սպեցիֆիկությանը, այս մեթոդը բավականին հաճախ օգտագործվում է շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի համակարգերում՝ համեմատած այլ էլեկտրաքիմիական մեթոդների հետ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ աղտոտվածությունը գնահատելիս, օրինակ, ջուրը և մթնոլորտը, հնարավոր է ոչ թե քայլ առ քայլ, այլ արդյունաբերական գործընթացների ելքային (վերջնական) վերահսկում։ Ջրի չափազանց ցածր էլեկտրական հաղորդունակության պատճառով հաճախ բավական է գնահատել աղտոտիչների ընդհանուր պարունակությունը, որն ապահովվում է հաղորդունակությամբ: Շրջակա միջավայրի մոնիտորինգում հաղորդիչ մեթոդների կիրառման բնորոշ օրինակներն են կեղտաջրերում լվացող միջոցների անալիզատորները, ոռոգման համակարգերում սինթետիկ բաղադրիչների կոնցենտրացիան և խմելու ջրի որակը (աղիությունը): Հաղորդունակության անալիզատորներն օգտագործվում են օդի աղտոտվածության և տեղումների շարունակական մոնիտորինգի համար, ինչպիսիք են SO 2 և H 2 SO 4: Ի հավելումն ուղղակի հաղորդունակությունորոշելու համար աղտոտման որոշ տեսակներ կարող են օգտագործվել անուղղակիմեթոդներ, որոնք ապահովում են վերը նշված նյութերի պարունակության շատ արդյունավետ գնահատականներ, որոնք փոխազդում են հատուկ ընտրված ռեակտիվների հետ մինչև չափումը և էլեկտրական հաղորդունակության գրանցված փոփոխությունը պայմանավորված է միայն ռեակցիայում համապատասխան արտադրանքների առկայությամբ: Այսպիսով, հնարավոր է որոշել ազոտի օքսիդները՝ նախաամոնիակի կատալիտիկ կրճատումից հետո, ինչպես նաև HCl, HBr և CO 2՝ Ba (OH) 2 կամ NaOH-ի հետ նախնական ռեակցիայից հետո։ CO 2-ի որոշման նկարագրված սկզբունքը կարող է օգտագործվել նաև ջրում օրգանական նյութերի անուղղակի որոշման համար։

Բացի դասական հաղորդունակությունից, կա նաև բարձր հաճախականության տարբերակ ( օսցիլոմետրիա ), որի դեպքում ցուցիչի էլեկտրոդային համակարգը չի շփվում նմուշի հետ: Այս սկզբունքը հաճախ իրականացվում է շարունակական հաղորդիչ անալիզատորներում:

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները նկարագրված են նաև մի շարք ուսումնական և հատուկ հրապարակումներում,,,.

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1. Յու.Ս.Դրուգով, Ա.Ա.ՌոդինՇրջակա միջավայրի անալիտիկ քիմիա.
Սանկտ Պետերբուրգ: 2002 .-- 464 էջ.

2. Պաշկևիչ Մ.Ա., Շույսկի Վ.Ֆ. Շրջակա միջավայրի մոնիտորինգ.Ուսուցողական. SPbGGU. - SPb., 2002 .-- 90 p.

3. Cattrall Ռոբերտ Վ. Քիմիական սենսորներ. M .: Գիտական ​​աշխարհ, 2000 .-- 144 էջ.

4. Turyan Ya.I., Ruvinsky O.E., Zaitsev P.M.Բևեռագրական կատալիզացիա.Մ .: Քիմիա, 1998 .-- 272 էջ.

5. Գ.Կ.Բուդնիկով, Վ.Ն.Մայստրենկո, Յու.Ի.Մուրինով Վոլտամետրիա փոփոխված և ուլտրամիկրոէլեկտրոդներով:Մոսկվա: Նաուկա, 1994 թ. - 239 p.

6. Բրաինինա Խ.Զ., Նեյման Է.Յա., Սլեպուշկին Վ.Վ. Ինվերսիոն էլեկտրավերլուծական մեթոդներ. M .: 1988 .-- 240 էջ.

7. Սալիխջանովա Ռ.Ֆ. և այլն: Պոլարոգրաֆները և դրանց գործունեությունը գործնական վերլուծության և հետազոտության մեջ:Մոսկվա: Քիմիա, 1988 .-- 192 էջ.

8. Կապլան Բ.Յա., Պաց Ռ.Գ., Սալիխջանովա Ռ.Ֆ. AC վոլտամետրիա.Մ.: Քիմիա, 1985 .-- 264.

9. Բոնդ Ա.Մ. Բևեռագրական մեթոդներ անալիտիկ քիմիայում.Մոսկվա: Քիմիա, 1983 թ.

10. Էֆրեմենկո Օ.Ա. Պոտենցիոմետրիկ վերլուծություն. M .: MMA իմ. ՆՐԱՆՔ. Սեչենով, 1998 թ.

11. Իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների օգտագործման ուղեցույց:Մոսկվա: Միր, 1986 թ.

12. Կորիտա Ի. Իոններ, էլեկտրոդներ, թաղանթներ:Մ.: Միր, 1983:

13. Նիկոլսկի Բ.Վ., Մատերովա Է.Ա. Իոնային ընտրողական էլեկտրոդներ:Լ.: Քիմիա, 1980:

14. Էֆրեմենկո Օ.Ա.Կուլոմետրիկ տիտրացիա. M .: MMA իմ. ՆՐԱՆՔ. Սեչենով, 1990 թ.

15. Խուդյակովա Տ.Ա., Կորեշկով Ա.Պ. Անալիզի կոնդուկտոմետրիկ մեթոդ.Դասագիրք բուհերի համար. Մ .: Բարձրագույն դպրոց, 1975 .-- 207 էջ.

16. Բուդնիկով Գ.Կ., Մաիստրենկո Վ.Ն., Վյասելև Մ.Ռ. Ժամանակակից էլեկտրավերլուծության հիմունքները.Մոսկվա: Քիմիա, 2000 թ.

17. Գ.Վ. Պրոխորովա Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդների ներածություն.Մ .: Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի հրատարակչություն, 1991 .-- 97 էջ.

18. Էլեկտրավերլուծական մեթոդները շրջակա միջավայրի հսկողության մեջ... / Էդ. R. Kalvoda, R. Zyka, K. Shtulik et al. M.: Քիմիա, 1990 թ.-- 240 էջ.

19. Պլեմբեք Ջ.Էլեկտրաքիմիական վերլուծության մեթոդներ. Տեսության և կիրառման հիմունքներ./ Պեր. անգլերենից Մոսկվա: Միր, 1986 թ.

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները և դրանց ժամանակակից ապարատային ձևավորումը.

Ներածություն

Գլուխ 1. Էլեկտրաքիմիական մեթոդների դասակարգում

1.1 Վոլտամետրիա

1.2 Կոնդուկտոմետրիա

1.3 Պոտենցիոմետրիա

1.4 Ամպերոմետրիա

1.5 Կուլոմետրիա

1.6 Այլ էլեկտրաքիմիական երևույթներ և մեթոդներ

1.7 Կիրառական էլեկտրաքիմիա

Գլուխ 2. Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները և դրանց դերը շրջակա միջավայրի պահպանության գործում

Գլուխ 3. Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդների վրա հիմնված սարքեր

Գլուխ 4. Քիմիական անալիտիկ սարքավորումներ վաճառողների ֆիրմաների կայքերի վերանայում

գրականություն

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները (էլեկտրավերլուծությունը), որոնք հիմնված են էլեկտրաքիմիական գործընթացների վրա, արժանի տեղ են զբաղեցնում շրջակա միջավայրի վիճակի մոնիտորինգի մեթոդների շարքում, քանի որ դրանք ի վիճակի են որոշել հսկայական քանակությամբ ինչպես անօրգանական, այնպես էլ օրգանական էկոլոգիապես վտանգավոր նյութեր: Դրանք բնութագրվում են բարձր զգայունությամբ և ընտրողականությամբ, վերլուծված օբյեկտի կազմի փոփոխություններին արագ արձագանքելով, ավտոմատացման հեշտությամբ և հեռակառավարման հնարավորությամբ: Ի վերջո, դրանք չեն պահանջում թանկարժեք անալիտիկ սարքավորումներ և կարող են օգտագործվել լաբորատոր, արտադրական և դաշտային պայմաններում: Երեք էլեկտրավերլուծական մեթոդներ անմիջականորեն կապված են քննարկվող խնդրի հետ՝ վոլտամետրիա, կուլոմետրիա և պոտենցիոմետրիա։

ԳԼՈՒԽ 1. ԷԼԵԿՏՐԱՔԻՄԻԱԿԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐԻ ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄԸ

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները (EMA) հիմնված են էլեկտրոդի մակերեսի վրա կամ մոտ էլեկտրոդի տարածության վրա տեղի ունեցող գործընթացների ուսումնասիրության վրա: Անալիտիկ ազդանշանը էլեկտրական պարամետր է (պոտենցիալ, հոսանքի ուժ, դիմադրություն և այլն), որը ֆունկցիոնալորեն կապված է լուծույթում անալիտի կոնցենտրացիայի հետ և ենթակա է ճիշտ չափումների:

IUPAC-ի կողմից առաջարկված EMA-ի դասակարգումը վերջին տասնամյակների ընթացքում ենթարկվել է որոշակի փոփոխությունների, դրանում կատարվել են պարզաբանումներ (բացատրություններ) և լրացումներ։

Զգալի ուշադրություն է դարձվում էլեկտրաքիմիական բջիջներին և անալիտիկ ազդանշանային տվիչներին (էլեկտրոդային համակարգեր, տարբեր էլեկտրաքիմիական սենսորներ), հենց այս առաջնային էլեկտրաքիմիական փոխարկիչներն են, որոնք որոշում են ցանկացած մեթոդի վերլուծական հնարավորությունները: Ներկայումս սենսորից ազդանշանի առավել կատարյալ և ամենաարագ մշակումը, ինչպես սկզբնական ազդանշանի, այնպես էլ ամբողջ վերլուծության արդյունքների վիճակագրական բնութագրերի հաշվարկը, որպես ամբողջություն, խնդիր չէ: Այդ իսկ պատճառով կարևոր է ստանալ հուսալի չմշակված ազդանշան, որպեսզի այն չափագրվի համակենտրոնացման միավորներով:

Ըստ առաջարկվող ընդհանուր դասակարգման

IUPAC-ը, EMA-ն բաժանվում են մեթոդների, որոնցում գրգռված էլեկտրական ազդանշանը հաստատուն է կամ հավասար է զրոյի և մեթոդների, որոնցում գրգռված ազդանշանը փոխվում է ժամանակի ընթացքում: Այս մեթոդները դասակարգվում են հետևյալ կերպ.

վոլտամետրիա - վոլտամետրիա,Ի ≠ 0; E = f (t);

պոտենցիոմետրիկ – պոտենցիոմետրիա, (Ի = 0);

ամպերոմետրիկ – ամպերոմետրիա (Ի ≠ 0; E =const);

քրոնոպոտենցիոմետրիկ,E = f (t); Ես =const;

դիմադրություն,կամ հաղորդիչ- չափումներ՝ օգտագործելով ցածր ամպլիտուդ AC լարման սուպերպոզիցիան; այլ, համակցված(օրինակ՝ սպեկտրոէլեկտրաքիմիական):

1.1 Վոլտամպերաչափություն

ՎՈԼՏԱՄպերոմետրիա- էլեկտրաքիմիական հետազոտության և վերլուծության մեթոդների մի շարք, որոնք հիմնված են էլեկտրոլիտիկ խցում հոսանքի կախվածության ուսումնասիրության վրա վերլուծված լուծույթում ընկղմված ցուցիչ միկրոէլեկտրոդի ներուժից, որի վրա արձագանքում է հետազոտված էլեկտրաքիմիական ակտիվ (էլեկտրաակտիվ) նյութը: Ի լրումն ցուցիչի, խցում տեղադրվում է զգալիորեն ավելի մեծ մակերեսով օժանդակ էլեկտրոդ, որպեսզի դրա ներուժը գործնականում չփոխվի հոսանքի անցնելիս (ոչ բևեռացվող էլեկտրոդ): Ցուցանիշի և օժանդակ էլեկտրոդների E-ի պոտենցիալ տարբերությունը նկարագրվում է E = U - IR հավասարմամբ, որտեղ U-ը բևեռացման լարումն է, R-ը լուծույթի դիմադրությունն է: Անտարբեր էլեկտրոլիտ (ֆոն) վերլուծված լուծույթի մեջ ներմուծվում է բարձր կոնցենտրացիայով, որպեսզի առաջին հերթին նվազեցվի R-ի արժեքը և, երկրորդը, բացառվի էլեկտրաակտիվ նյութերի վրա էլեկտրական դաշտի գործողության հետևանքով առաջացած միգրացիոն հոսանքը (հնացած. ապաբևեռացնողներ): Այս նյութերի ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում լուծույթում օհմիկ լարման անկումը IR շատ փոքր է: Օմիկ լարման անկումը լիովին փոխհատուցելու համար օգտագործվում են պոտենցիոստացիոն և երեք էլեկտրոդային բջիջներ, որոնք լրացուցիչ պարունակում են հղման էլեկտրոդ: Այս պայմաններում

Ստացիոնար և պտտվող էլեկտրոդները օգտագործվում են որպես ցուցիչ միկրոէլեկտրոդներ՝ պատրաստված մետաղից (սնդիկ, արծաթ, ոսկի, պլատին), ածխածնային նյութերից (օրինակ՝ գրաֆիտ), ինչպես նաև կաթող էլեկտրոդներ (պատրաստված սնդիկից, ամալգամից, գալիումից): Վերջիններս մազանոթներ են, որոնցից կաթիլ-կաթիլով դուրս է հոսում հեղուկ մետաղը։ Վոլտամետրիա՝ օգտագործելով կաթող էլեկտրոդներ, որոնց պոտենցիալը փոխվում է դանդաղ և գծային, կոչվում է. բևեռագրություն (մեթոդն առաջարկել է Յա. Գեյրովսկին 1922 թ.)։ Հղման էլեկտրոդները սովորաբար երկրորդ տեսակի են, օրինակ: կալոմել կամ արծաթի քլորիդ (տես. Հղում էլեկտրոդներ): Կախվածության կորերը I = f (E) կամ I = f (U) (վոլտամոգրամներ) գրանցվում են հատուկ սարքերով՝ տարբեր դիզայնի բևեռոգրաֆներով։

Պտտվող կամ կաթող էլեկտրոդով ստացված վոլտամոգրամները լարման միապաղաղ փոփոխությամբ (գծային ավլում) ունեն նկարում սխեմատիկորեն ներկայացված ձևը: Հոսանքի ավելացման բաժինը կոչվում է. ալիք. Ալիքներ m. B. անոդիկ, եթե էլեկտրաակտիվ նյութը օքսիդացված է, կամ կաթոդիկ, եթե այն կրճատվում է: Երբ լուծույթում առկա են նյութի օքսիդացված (Ox) և կրճատված (կարմիր) ձևեր, որոնք արագ (շրջելի) արձագանքում են միկրոէլեկտրոդի վրա, վոլտամմոգրամի վրա նկատվում է շարունակական կաթոդաանոդային ալիք, որը հատում է աբսցիսայի առանցքը համապատասխան պոտենցիալով։ Ox / Red համակարգի ռեդոքսային ներուժին տվյալ միջավայրում: Եթե ​​միկրոէլեկտրոդի վրա էլեկտրաքիմիական ռեակցիան դանդաղ է (անշրջելի), ապա վոլտամոգրաֆիան ցույց է տալիս նյութի կրճատված ձևի օքսիդացման անոդիկ ալիքը և օքսիդացված ձևի կրճատման կաթոդիկ ալիքը (ավելի բացասական պոտենցիալով): Վոլտամմոգրամի վրա սահմանափակող հոսանքի տարածքի ձևավորումը կապված է կամ էլեկտրաակտիվ նյութի զանգվածի փոխանցման սահմանափակ արագության հետ կոնվեկտիվ դիֆուզիայի միջոցով (դիֆուզիոն սահմանափակող հոսանք, I դ), կամ էլեկտրաակտիվության ձևավորման սահմանափակ արագության հետ: լուծույթում անալիտից նյութ։ Նման հոսանքը կոչվում է սահմանափակող կինետիկ հոսանք, և դրա ուժը համաչափ է այս բաղադրիչի կոնցենտրացիայի հետ:

Հետադարձելի էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի ալիքի ձևը նկարագրվում է հետևյալ հավասարմամբ.

որտեղ R-ը գազի հաստատունն է, T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է, E 1/2-ը կիսաալիքային պոտենցիալն է, այսինքն. ալիքի կես բարձրությանը համապատասխանող պոտենցիալ (I d / 2;): E 1/2 արժեքը բնորոշ է տվյալ էլեկտրաակտիվ նյութին և օգտագործվում է այն նույնականացնելու համար: Երբ էլեկտրաքիմիական ռեակցիային նախորդում է անալիտի կլանումը էլեկտրոդի մակերևույթի վրա, վոլտամոգրամները ցույց են տալիս ոչ թե ալիքներ, այլ գագաթներ, ինչը կապված է էլեկտրոդի ներուժից կլանման ծայրահեղ կախվածության հետ: Անշարժ էլեկտրոդով կամ կաթիլ էլեկտրոդի մեկ կաթիլով պոտենցիալի գծային փոփոխությամբ (ավլումով) գրանցված վոլտամմոգրամները նույնպես ցույց են տալիս գագաթներ, որոնց նվազող ճյուղը որոշվում է մոտ էլեկտրոդի նվազմամբ։ լուծույթի շերտը էլեկտրաակտիվ նյութով. Այս դեպքում գագաթնակետի բարձրությունը համաչափ է էլեկտրաակտիվ նյութի կոնցենտրացիայի հետ: Բևեռագրության մեջ սահմանափակող դիֆուզիոն հոսանքը (μA-ով), որը միջինացված է կաթիլների կյանքի ընթացքում, նկարագրվում է Իլկովիչի հավասարմամբ.

որտեղ n-ը էլեկտրաքիմիական ռեակցիային մասնակցող էլեկտրոնների թիվն է, C-ը՝ էլեկտրաակտիվ նյութի կոնցենտրացիան (mM), D-ն՝ դիֆուզիոն գործակիցը (սմ 2/վ), սնդիկի անկման ժամկետը (ներ), m-ը՝ սնդիկի արտահոսքի արագությունը (մգ / վ) ...

Պտտվող սկավառակի էլեկտրոդով սահմանափակող դիֆուզիոն հոսանքը հաշվարկվում է հավասարումից.

որտեղ S-ը էլեկտրոդի մակերեսի մակերեսն է (սմ 2), էլեկտրոդի պտտման շրջանաձև հաճախականությունն է (ռադ/վ), v՝ լուծույթի կինեմատիկական մածուցիկությունը (սմ 2/վ), F՝ Ֆարադեյը։ համարը (C / մոլ):

Ցիկլային վոլտամետրիան (վոլտամետրիան համեմատաբար արագ եռանկյուն պոտենցիալ ավլմամբ) հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել էլեկտրոդների պրոցեսների կինետիկան և մեխանիզմը՝ դիտարկելով վոլտամոգրամները անոդային և կաթոդիկ պոտենցիալ մագլցումներով օքսիլոսկոպի խողովակի էկրանին՝ հետփայլով, մասնավորապես՝ միաժամանակ արտացոլելով էլեկտրոդների պրոցեսները։ էլեկտրոլիզի արտադրանքի էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները.

C n-ի որոշված ​​կոնցենտրացիաների ստորին սահմանը գծային պոտենցիալ սկանավորմամբ V. մեթոդներում 10 -5 -10 -6 Մ է: Այն մինչև 10-7 -10 -8 Մ իջեցնելու համար օգտագործվում են կատարելագործված գործիքային տարբերակներ՝ հերթափոխ. ընթացիկ և դիֆերենցիալ իմպուլսային վոլտամետրիա:

Այս տարբերակներից առաջինում բևեռացման լարման մշտական ​​բաղադրիչի վրա դրվում է սինուսոիդային, ուղղանկյուն (քառակուսի ալիքային վոլտամետրիա), տրապեզոիդ կամ եռանկյունաձև ձևի փոքր ամպլիտուդի փոփոխական բաղադրիչ, որը սովորաբար գտնվում է 20-225 Հց միջակայքում: . Երկրորդ տարբերակում բևեռացման լարման հաստատուն բաղադրիչի վրա դրվում են նույն մեծության (2-100 մՎ) լարման իմպուլսներ՝ 4-80 մվ տևողությամբ, սնդիկային էլեկտրոդի կաթելու հաճախականությանը հավասար հաճախականությամբ, կամ 0,3-1,0 Հց հաճախականությամբ ստացիոնար էլեկտրոդներ օգտագործելիս: Երկու տարբերակներում էլ գրանցվում է փոփոխական հոսանքի բաղադրիչի U կամ E կախվածությունը փուլի կամ ժամանակի ընտրությամբ: Վոլտամմոգրամներն այս դեպքում ունեն պայմանական վոլտամետրիկ ալիքի առաջին ածանցյալի ձև: Դրանց վրա գագաթի բարձրությունը համաչափ է էլեկտրաակտիվ նյութի կոնցենտրացիային, իսկ գագաթնակետային պոտենցիալը ծառայում է այս նյութի նույնականացմանը՝ ըստ տեղեկատու տվյալների։

Տարբեր էլեկտրաակտիվ նյութերի գագաթները, որպես կանոն, ավելի լավ են լուծվում, քան համապատասխան վոլտամետրիկ ալիքները, իսկ անշրջելի էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի դեպքում գագաթնակետի բարձրությունը 5-20 անգամ պակաս է շրջելի ռեակցիայի դեպքում գագաթնակետի բարձրությունից, որը նաև որոշում է այս վոլտամետրիկ տարբերակների բարձրացված լուծումը: Օրինակ, թթվածնի անդառնալի կրճատումը գործնականում չի խանգարում փոփոխական հոսանքի վոլտամետրիայի մեթոդով էլեկտրաակտիվ նյութերի որոշմանը: Փոփոխական հոսանքի վոլտամմոգրամների գագաթները արտացոլում են ոչ միայն էլեկտրաակտիվ նյութերի էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները, այլև էլեկտրոդի մակերեսի վրա ոչ էլեկտրաակտիվ նյութերի կլանման գործընթացները (ոչ պարադեյան ընդունման գագաթներ, հնացած - տենսաչափական գագաթներ):

Վոլտամետրիայի բոլոր տարբերակների համար օգտագործվում է C n-ի նվազեցման մեթոդ՝ հիմնված լուծույթի որոշված ​​բաղադրիչի նախնական էլեկտրաքիմիական, կլանման կամ քիմիական կուտակման վրա մակերեսի վրա կամ անշարժ միկրոէլեկտրոդի ծավալում, որին հաջորդում է արտացոլող վոլտամոգրամի գրանցումը։ կուտակման արտադրանքի էլեկտրաքիմիական ռեակցիան. Վոլտամետրիայի այս տեսակը կոչվում է ստրիփինգ (անշարժ սնդիկի միկրոէլեկտրոդի վրա կուտակված վոլտամետրիայի հնացած անվանումը կուտակման հետ ամալգամ բևեռագրություն է): Շերտավորման վոլտամետրիայում С n-ի նախնական կուտակումով հասնում է 10-9-10-11 Մ-ի: Сn-ի նվազագույն արժեքները ստացվում են բարակ թաղանթով սնդիկի ցուցիչ էլեկտրոդների միջոցով, ներառյալ. սնդիկ-գրաֆիտ, որը բաղկացած է սնդիկի ամենափոքր կաթիլներից, որոնք էլեկտրոլիտիկ կերպով մեկուսացված են հատուկ մշակված գրաֆիտային հիմքի վրա:

Պինդ մարմինների ֆազային և տարրական վերլուծության համար օգտագործվում է վոլտամետրիա մերկացման էլեկտրաակտիվ ածխածնային էլեկտրոդներով (այսպես կոչված՝ հանքային-ածխածնային մածուկի էլեկտրոդներ): Դրանք պատրաստվում են ածխի փոշու խառնուրդից, հետազոտված փոշու նյութից և իներտ կապող նյութից, օրինակ: նավթային ժելե. Մշակվել է այս մեթոդի տարբերակը, որը հնարավորություն է տալիս վերլուծել և որոշել մետաղական ծածկույթների հաստությունը։ Այս դեպքում օգտագործվում է հատուկ սարք (ճնշման բջիջ), որը հնարավորություն է տալիս գրանցել վոլտամոգրաֆիա՝ օգտագործելով հետազոտվող մակերեսին կիրառվող ֆոնային էլեկտրոլիտի կաթիլը։

Դիմում

Օգտագործվում է վոլտամետրիա՝ անօրգանական և օրգանական նյութերի քանակական վերլուծության համար՝ պարունակության շատ լայն շրջանակում՝ 10-10%-ից մինչև տասնյակ%; ուսումնասիրել էլեկտրոդների գործընթացների կինետիկան և մեխանիզմը, ներառյալ էլեկտրոնների փոխանցման փուլը, նախորդ և հետագա քիմիական ռեակցիաները, նախնական արտադրանքների և էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների արտադրանքների կլանումը և այլն; ուսումնասիրել էլեկտրական երկշերտի կառուցվածքը, լուծույթում կոմպլեքսավորման հավասարակշռությունը, սնդիկի մեջ և պինդ էլեկտրոդների մակերեսի վրա միջմետաղական միացությունների առաջացումը և տարանջատումը. ընտրել ամպերաչափական տիտրման պայմանները և այլն:

1.2 Կոնդուկտոմետրիա

Կոնդուկտոմետրիա - հիմնված է լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության չափման վրա և օգտագործվում է աղերի, թթուների, հիմքերի և այլնի կոնցենտրացիան որոշելու համար։ Հաղորդավարաչափական որոշումներում սովորաբար օգտագործվում են նույն նյութերի էլեկտրոդները, և դրանց անցկացման պայմաններն ընտրվում են այնպես, որ նվազագույնի հասցվի պոտենցիալ ալիքների ներդրումը երկու էլեկտրոդի / էլեկտրոլիտի միջերեսներում (օրինակ, օգտագործվում է բարձր հաճախականության փոփոխական հոսանք ): Այս դեպքում բջջի չափված ներուժի հիմնական ներդրումը կատարվում է օհմիկ լարման անկման IR-ով, որտեղ R-ը լուծման դիմադրությունն է: Մեկ բաղադրիչ լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը կարող է կապված լինել դրա կոնցենտրացիայի հետ, և բարդ կազմի էլեկտրոլիտների էլեկտրական հաղորդունակության չափումը հնարավորություն է տալիս գնահատել լուծույթում իոնների ընդհանուր պարունակությունը և օգտագործվում է, օրինակ, վերահսկելու համար. թորած կամ դեոնացված ջրի որակը. Հաղորդավարության մեկ այլ տեսակի՝ հաղորդունակության տիտրում, վերլուծված լուծույթին մաս-մաս ավելացվում է հայտնի ռեագենտ և վերահսկվում է էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխությունը: Համարժեքության կետը, որում նշվում է էլեկտրական հաղորդունակության կտրուկ փոփոխություն, որոշվում է ավելացված ռեագենտի ծավալից այս արժեքի կախվածության գրաֆիկից:

1.3 Պոտենցիոմետրիա

Պոտենցիոմետրիա - օգտագործվում է տարբեր ֆիզիկաքիմիական պարամետրերի որոշման համար՝ հիմնվելով գալվանական բջջի ներուժի տվյալների վրա: Էլեկտրոդային պոտենցիալը էլեկտրաքիմիական շղթայում հոսանքի բացակայության դեպքում, որը չափվում է հղման էլեկտրոդի համեմատ, կապված է լուծույթի կոնցենտրացիայի հետ Ներնստի հավասարմամբ: Պոտենցիոմետրիկ չափումների մեջ լայնորեն օգտագործվում են իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդներ, որոնք հիմնականում զգայուն են լուծույթի մեկ իոնի նկատմամբ՝ ապակե էլեկտրոդ pH-ի չափման համար և էլեկտրոդներ՝ նատրիումի, ամոնիումի, ֆտորի, կալցիումի, մագնեզիումի իոնների և այլն ֆերմենտների ընտրովի որոշման համար։ և արդյունքում ստացվում է համակարգ, որը զգայուն է համապատասխան սուբստրատի նկատմամբ: Նշենք, որ իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդի պոտենցիալը որոշվում է ոչ թե էլեկտրոնների տեղափոխմամբ, ինչպես էլեկտրոնային հաղորդունակությամբ նյութերի դեպքում, այլ հիմնականում իոնների տեղափոխմամբ կամ փոխանակմամբ: Այնուամենայնիվ, Nernst հավասարումը, որը կապում է էլեկտրոդի ներուժը լուծույթում նյութի կոնցենտրացիայի (կամ ակտիվության) լոգարիթմի հետ, կիրառելի է նաև այդպիսի էլեկտրոդի համար։ Պոտենցիոմետրիկ տիտրման ժամանակ ռեագենտը ավելացվում է վերլուծված լուծույթին մաս-մաս և վերահսկվում է ներուժի փոփոխությունը: Այս տեսակի տիտրման համար բնորոշ S կորերը թույլ են տալիս որոշել համարժեքության կետը և գտնել այնպիսի թերմոդինամիկական պարամետրեր, ինչպիսիք են հավասարակշռության հաստատունը և ստանդարտ ներուժը:

1.4 Ամպերոմետրիա

Մեթոդը հիմնված է լուծույթի միջով անցնող սահմանափակող դիֆուզիոն հոսանքի չափման վրա՝ ցուցիչի էլեկտրոդի և հղման էլեկտրոդի միջև ֆիքսված լարման վրա: Ամպերոմետրիկ տիտրման ժամանակ համարժեքության կետը որոշվում է հոսանքի թեքումով և ավելացված աշխատանքային լուծույթի ծավալով: Քրոնոամպերաչափական մեթոդները հիմնված են հոսանքի կախվածությունը ժամանակից չափելու վրա և հիմնականում օգտագործվում են դիֆուզիոն գործակիցները և արագության հաստատունները որոշելու համար։ Ամպերոմետրիայի սկզբունքի համաձայն (ինչպես վոլտամետրիան) գործում են մանրանկարիչ էլեկտրաքիմիական բջիջները, որոնք ծառայում են որպես սենսորներ հեղուկ քրոմատոգրաֆի սյուների ելքի վրա։ Գալվանոստատիկ մեթոդները նման են ամպերաչափական մեթոդներին, սակայն չափում են պոտենցիալը, երբ բջջի միջով անցնում է որոշակի մեծության հոսանք։ Այսպիսով, քրոնոպոտենցիոմետրիայում ժամանակի ընթացքում ներուժի փոփոխությունը վերահսկվում է: Այս մեթոդները հիմնականում օգտագործվում են էլեկտրոդների ռեակցիաների կինետիկան ուսումնասիրելու համար։

1.5 Կուլոմետրիա.

Վերահսկվող պոտենցիալով կուլոմետրիայում լուծույթի ամբողջական էլեկտրոլիզն իրականացվում է՝ այն ինտենսիվ խառնելով համեմատաբար մեծ աշխատանքային էլեկտրոդով էլեկտրոլիզատորի մեջ (ներքևի սնդիկ կամ պլատինե ցանց): Էլեկտրոլիզի համար պահանջվող էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր քանակը (Q, C) կապված է ձևավորող նյութի քանակի հետ (A, g) Ֆարադեյի օրենքով.

որտեղ M-ը պիեր է: զանգված (գ/մոլ), F  Ֆարադեյի թիվ։ Կուլոմետրիկ տիտրումը նշանակում է, որ հաստատուն հոսանքի դեպքում էլեկտրոլիտիկ կերպով առաջանում է ռեագենտ, որը փոխազդում է որոշվող նյութի հետ։ Տիտրման առաջընթացը վերահսկվում է պոտենցիոմետրիկ կամ ամպերոմետրիկ եղանակով: Կուլոմետրիկ մեթոդները հարմար են նրանով, որ դրանք բացարձակ բնույթ են կրում (այսինքն՝ թույլ են տալիս հաշվարկել անալիտի քանակը՝ առանց տրամաչափման կորերի դիմելու) և անզգայուն են էլեկտրոլիզի պայմանների և բջիջների պարամետրերի փոփոխություններին (էլեկտրոդի մակերեսի մակերեսը կամ խառնման ինտենսիվությունը): Կուլոնյան ծանրաչափության մեջ էլեկտրոլիզացված նյութի քանակը որոշվում է էլեկտրոդը կշռելով էլեկտրոլիզից առաջ և հետո:

Կան նաև այլ էլեկտրավերլուծական մեթոդներ. Փոփոխական հոսանքի բևեռագրությունում փոքր ամպլիտուդային սինուսոիդային լարումը լայն հաճախականության միջակայքում կիրառվում է գծային փոփոխվող ներուժի վրա և որոշվում է առաջացող փոփոխական հոսանքի կամ դիմադրության ամպլիտուդան և փուլային տեղաշարժը: Այս տվյալներից տեղեկատվություն է ստացվում լուծույթում պարունակվող նյութերի բնույթի և էլեկտրոդների ռեակցիաների մեխանիզմի ու կինետիկայի մասին։ Բարակ շերտով մեթոդները օգտագործում են էլեկտրաքիմիական բջիջներ 10-100 մկմ հաստությամբ էլեկտրոլիտային շերտով: Նման խցերում էլեկտրոլիզն ավելի արագ է ընթանում, քան սովորական էլեկտրոլիզատորներում։ Էլեկտրոդային պրոցեսներն ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են սպեկտրոքիմիական մեթոդներ՝ սպեկտրոֆոտոմետրիկ գրանցմամբ։ Էլեկտրոդի մակերևույթի վրա ձևավորված նյութերը վերլուծելու համար չափեք նրանց լույսի կլանումը տեսանելի, ուլտրամանուշակագույն և IR շրջաններում: Էլեկտրոդի մակերեսի և միջավայրի հատկությունների փոփոխությունները վերահսկվում են էլեկտրառեֆլեքսիայի և էլիպսոմետրիայի մեթոդների միջոցով, որոնք հիմնված են էլեկտրոդի մակերեսից ճառագայթման արտացոլման չափման վրա: Դրանք ներառում են սպեկուլյար անդրադարձման և լույսի Ռամանի ցրման մեթոդներ (Ռամանի սպեկտրոսկոպիա), երկրորդ ներդաշնակ սպեկտրոսկոպիա (Ֆուրիեի սպեկտրոսկոպիա)։

1.6 Այլ էլեկտրաքիմիական երևույթներ և մեթոդներ

Էլեկտրոլիտի և լիցքավորված մասնիկների կամ մակերեսների հարաբերական շարժման դեպքում առաջանում են էլեկտրակինետիկ ազդեցություններ։ Այս տեսակի կարևոր օրինակ է էլեկտրոֆորեզը, որը բաժանում է էլեկտրական դաշտում շարժվող լիցքավորված մասնիկները (օրինակ՝ սպիտակուցի մոլեկուլները կամ կոլոիդային մասնիկները): Էլեկտրաֆորետիկ մեթոդները լայնորեն օգտագործվում են գելում սպիտակուցները կամ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուները (ԴՆԹ) առանձնացնելու համար։ Կենդանի օրգանիզմների գործունեության մեջ կարևոր դեր են խաղում էլեկտրական երևույթները՝ նրանք պատասխանատու են նյարդային ազդակների առաջացման և տարածման, տրանսմեմբրանային պոտենցիալների առաջացման և այլնի համար։ Կենսաբանական համակարգերի և դրանց բաղադրիչների ուսումնասիրության համար օգտագործվում են տարբեր էլեկտրաքիմիական մեթոդներ: Հետաքրքիր է նաև էլեկտրաքիմիական պրոցեսների վրա լույսի ազդեցության ուսումնասիրությունը։ Այսպիսով, ֆոտոէլեկտրաքիմիական հետազոտության առարկան էլեկտրական էներգիայի առաջացումն է և լույսի ազդեցության տակ քիմիական ռեակցիաների սկիզբը, ինչը շատ կարևոր է արեգակնային էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։ Այն սովորաբար օգտագործում է կիսահաղորդչային էլեկտրոդներ՝ պատրաստված տիտանի երկօքսիդից, կադմիումի սուլֆիդից, գալիումի արսենիդից և սիլիցիումից։ Մեկ այլ հետաքրքիր երեւույթ է էլեկտրաքիմիլյումինեսցենցիան, այսինքն. լույսի առաջացում էլեկտրաքիմիական բջիջում. Այն նկատվում է, երբ էլեկտրոդների վրա առաջանում են բարձր էներգիայի արտադրանք։ Գործընթացը հաճախ իրականացվում է ցիկլային եղանակով՝ տվյալ միացության և՛ օքսիդացված, և՛ վերականգնված ձևերը ստանալու համար: Նրանց փոխազդեցությունը միմյանց հետ հանգեցնում է գրգռված մոլեկուլների առաջացմանը, որոնք լույսի արտանետմամբ անցնում են հիմնական վիճակ։

1.7 Կիրառական էլեկտրաքիմիա

Էլեկտրաքիմիան շատ գործնական կիրառություններ ունի։ Մարտկոցներին միացված առաջնային գալվանական բջիջների (մեկանգամյա օգտագործման բջիջների) օգնությամբ նրանք քիմիական էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի։ Հոսանքի երկրորդական աղբյուրներ՝ մարտկոցներ, պահպանում են էլեկտրական էներգիան: Վառելիքի բջիջները էներգիայի առաջնային աղբյուրներ են, որոնք արտադրում են էլեկտրաէներգիա ռեակտիվների անընդհատ մատակարարման միջոցով (օրինակ՝ ջրածին և թթվածին): Այս սկզբունքները գտնվում են շարժական էներգիայի աղբյուրների և մարտկոցների հիմքում, որոնք օգտագործվում են տիեզերակայաններում, էլեկտրական մեքենաներում և էլեկտրոնային սարքերում:

Շատ նյութերի լայնածավալ արտադրությունը հիմնված է էլեկտրաքիմիական սինթեզի վրա։ Քլոր-ալկալային գործընթացում աղաջրի էլեկտրոլիզի ժամանակ առաջանում են քլոր և ալկալիներ, որոնք այնուհետև օգտագործվում են օրգանական միացություններ և պոլիմերներ ստանալու համար, ինչպես նաև ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերության մեջ: Էլեկտրոլիզի արտադրանքը միացություններ են, ինչպիսիք են նատրիումի քլորատը, պերսուլֆատը, նատրիումի պերմանգանատը; Էլեկտրաարդյունահանման միջոցով ստացվում են արդյունաբերական կարևոր մետաղներ՝ ալյումին, մագնեզիում, լիթիում, նատրիում և տիտան։ Որպես էլեկտրոլիտ ավելի լավ է օգտագործել հալած աղերը, քանի որ այս դեպքում, ի տարբերություն ջրային լուծույթների, մետաղների վերականգնումը չի բարդանում ջրածնի էվոլյուցիայի պատճառով։ Ֆտորը ստացվում է հալած աղի մեջ էլեկտրոլիզով։ Էլեկտրաքիմիական գործընթացները հիմք են հանդիսանում որոշ օրգանական միացությունների սինթեզի համար. օրինակ, ակրիլոնիտրիլի հիդրոդիմերացումից ստացվում է ադիպոնիտրիլ (նեյլոնի սինթեզի միջանկյալ նյութ):

Լայնորեն կիրառվում է արծաթից, ոսկուց, քրոմից, արույրից, բրոնզից և այլ մետաղներից և համաձուլվածքներից տարբեր իրերի վրա՝ պողպատե իրերը կոռոզիայից պաշտպանելու համար, դեկորատիվ նպատակներով, էլեկտրական միակցիչների և տպագիր տպատախտակների արտադրության համար: էլեկտրոնիկայի արդյունաբերությունը։ Էլեկտրաքիմիական մեթոդներն օգտագործվում են մետաղներից և համաձուլվածքներից պատրաստված դետալների բարձր ճշգրտության ծավալային մշակման համար, հատկապես նրանց, որոնք չեն կարող մշակվել սովորական մեխանիկական մեթոդներով, ինչպես նաև բարդ պրոֆիլով մասերի արտադրության համար: Երբ մետաղների մակերեսը, ինչպիսիք են ալյումինը և տիտանը, անոդացվում են, ձևավորվում են պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթներ: Նման թաղանթները ստեղծվում են ալյումինի, տանտալի և նիոբիումի սալիկների մակերեսին էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների արտադրության մեջ, իսկ երբեմն էլ՝ դեկորատիվ նպատակներով:

Բացի այդ, կոռոզիոն պրոցեսների ուսումնասիրությունները և այդ գործընթացները դանդաղեցնող նյութերի ընտրությունը հաճախ հիմնված են էլեկտրաքիմիական մեթոդների վրա: Մետաղական կոնստրուկցիաների կոռոզիան հնարավոր է կանխել կաթոդային պաշտպանության միջոցով, որի համար պաշտպանված կառուցվածքին միացված է արտաքին աղբյուր և պահպանվում է անոդը և կառուցվածքի ներուժը, որպեսզի բացառվի դրա օքսիդացումը։ Հետազոտվում են այլ էլեկտրաքիմիական պրոցեսների գործնական կիրառման հնարավորությունները։ Այսպիսով, էլեկտրոլիզը կարող է օգտագործվել ջրի մաքրման համար: Շատ խոստումնալից ուղղություն է արեգակնային էներգիայի փոխակերպումը ֆոտոքիմիական մեթոդներով։ Մշակվում են էլեկտրաքիմիական մոնիտորներ, որոնց սկզբունքը հիմնված է էլեկտրաքիմիլյումինեսցենտության վրա։

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները (էլեկտրավերլուծությունը), որոնք հիմնված են էլեկտրաքիմիական գործընթացների վրա, արժանի տեղ են զբաղեցնում շրջակա միջավայրի վիճակի մոնիտորինգի մեթոդների շարքում, քանի որ դրանք ի վիճակի են որոշել հսկայական քանակությամբ ինչպես անօրգանական, այնպես էլ օրգանական էկոլոգիապես վտանգավոր նյութեր: Դրանք բնութագրվում են բարձր զգայունությամբ և ընտրողականությամբ, վերլուծված օբյեկտի կազմի փոփոխություններին արագ արձագանքելով, ավտոմատացման հեշտությամբ և հեռակառավարման հնարավորությամբ: Ի վերջո, դրանք չեն պահանջում թանկարժեք անալիտիկ սարքավորումներ և կարող են օգտագործվել լաբորատոր, արտադրական և դաշտային պայմաններում: Երեք էլեկտրավերլուծական մեթոդներ անմիջականորեն կապված են քննարկվող խնդրի հետ՝ վոլտամետրիա, կուլոմետրիա և պոտենցիոմետրիա։

Համառոտ պատմական նախապատմություն... Էլեկտրավերլուծության զարգացման սկիզբը կապված է դասական էլեկտրագրավիմետրիկ մեթոդի առաջացման հետ (մոտ 1864, Վ. Գիբս)։ 1834 թվականին Մ.Ֆարադեյի կողմից էլեկտրոլիզի օրենքների հայտնաբերումը հիմք է հանդիսացել կուլոմետրիայի մեթոդի, սակայն այս մեթոդի կիրառումը սկսվել է 20-րդ դարի 30-ական թվականներից։ Էլեկտրավերլուծության զարգացման մեջ իսկական շրջադարձ է տեղի ունեցել 1922 թվականին Յա.Գեյրովսկու կողմից բևեռագրության մեթոդի հայտնաբերումից հետո։ Բևեռագրությունը կարող է սահմանվել որպես էլեկտրոլիզ կաթող սնդիկի էլեկտրոդով: Այս մեթոդը մնում է անալիտիկ քիմիայի հիմնական մեթոդներից մեկը։ 50-ականների վերջին - 60-ականների սկզբին շրջակա միջավայրի պահպանության խնդիրը խթանեց անալիտիկ քիմիայի և մասնավորապես էլեկտրավերլուծական քիմիայի, այդ թվում՝ բևեռագրության արագ զարգացումը։ Արդյունքում մշակվեցին բարելավված բևեռագրական մեթոդներ՝ փոփոխական հոսանք (Բարկեր, Բ. Բրոյեր) և իմպուլսային բևեռագրություն (Բարկսր, Ա. Գարդնսր), որոնք իրենց բնութագրերով զգալիորեն գերազանցեցին Յա.Գեյրովսկու առաջարկած բևեռագրության դասական տարբերակը։ Երբ սնդիկի փոխարեն (օգտագործվում է բևեռագրության մեջ) օգտագործվում էին տարբեր նյութերից պատրաստված պինդ էլեկտրոդներ, համապատասխան մեթոդները սկսեցին կոչվել վոլտամետրիկ։ 50-ականների վերջերին Վ.Քեմուլիի և Զ.Կուբլիկի աշխատանքները հիմք դրեցին վոլտամետրիայի քերծման մեթոդին։ Կուլոմետրիայի և վոլտամետրիայի մեթոդների հետ մեկտեղ զարգանում են մեթոդներ՝ հիմնված գալվանական բջիջների էլեկտրոդների պոտենցիալների և էլեկտրաշարժիչ ուժերի չափման վրա՝ պոտենցիոմետրիայի և իոնոմետրիայի մեթոդները (տես)։

Վոլտամետրիա... Սա մեթոդների խումբ է, որը հիմնված է էլեկտրոլիտիկ խցում հոսանքի կախվածության ուսումնասիրության վրա վերլուծված լուծույթի մեջ ընկղմված ցուցիչի միկրոէլեկտրոդի վրա կիրառվող ներուժի արժեքից: Այս մեթոդները հիմնված են էլեկտրոլիզի սկզբունքների վրա. լուծույթում առկա անալիտները օքսիդացված կամ կրճատվում են ցուցիչի էլեկտրոդում: Ի լրումն ցուցիչի, խցում տեղադրվում է շատ ավելի մեծ մակերես ունեցող հղման էլեկտրոդ, որպեսզի դրա ներուժը գործնականում չփոխվի, երբ հոսանքն անցնում է: Որպես ցուցիչ միկրոէլեկտրոդներ առավել հաճախ օգտագործվում են պլատինից կամ գրաֆիտից պատրաստված անշարժ և պտտվող էլեկտրոդները, ինչպես նաև ցած սնդիկի էլեկտրոդը, որը երկար նեղ մազանոթ է, որի վերջում պարբերաբար հայտնվում են 1–2 մմ տրամագծով սնդիկի փոքր կաթիլներ։ ձևավորվել և անջատվել է (նկ. 1): Լուծույթի որակական և քանակական բաղադրությունը կարելի է պարզել վոլտամոգրամներից։

Բրինձ. 4. Էլեկտրաքիմիական բջիջ՝ կաթող սնդիկի էլեկտրոդով. 1 - վերլուծված լուծույթ, 2 - կաթիլային սնդիկի էլեկտրոդ, 3 - ջրամբար սնդիկով, 4 - հղման էլեկտրոդ

Վոլտամետրիկ մեթոդները, հատկապես զգայուն տարբերակները, ինչպիսիք են դիֆերենցիալ իմպուլսային բևեռագրությունը և մերկացնող վոլտամետրիան, հետևողականորեն օգտագործվում են քիմիական վերլուծության բոլոր ոլորտներում և առավել օգտակար են բնապահպանական խնդիրների լուծման համար: Այս մեթոդները կիրառելի են ինչպես օրգանական, այնպես էլ անօրգանական նյութերի որոշման համար, օրինակ՝ քիմիական տարրերի մեծ մասի որոշման համար։ Ջրերում և կենսաբանական նյութերում ծանր մետաղների հետքերի որոշման խնդիրը լուծելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է վոլտամետրիայի մերկացման մեթոդը։ Այսպիսով, օրինակ, խմելու ջրի մեջ Cu, Cd-ի և Pb-ի, ինչպես նաև Zn-ի և Pb-ի կամ TI-ի միաժամանակյա որոշման վոլտամետրիկ մեթոդները ներառված են ստանդարտում։ Գերմանիա.Վոլտամետրիայի կարևոր առավելությունը ջրերում մետաղական իոնների ձևերը բացահայտելու ունակությունն է: Սա հնարավորություն է տալիս գնահատել ջրի որակը, քանի որ մետաղների գոյության տարբեր քիմիական ձևերն ունեն տարբեր աստիճանի թունավորություն: Օրգանական նյութերը կարող են օգտագործվել վերականգնվող խմբերով միացություններ (ալդեհիդներ, կետոններ, նիտրո-, նիտրոզային միացություններ, չհագեցած միացություններ, հալոգեն պարունակող միացություններ, ազո միացություններ) կամ օքսիդացման համար (արոմատիկ ածխաջրածիններ, ամիններ, ֆենոլներ, ալիֆատիկ թթուներ, սպիրտներ, ծծումբ պարունակող միացություններ): Վոլտամետրիայի քերծվածքով օրգանական նյութերի որոշման հնարավորությունները զգալիորեն ընդլայնվում են քիմիական ձևափոխված էլեկտրոդների օգտագործման ժամանակ: Փոփոխելով էլեկտրոդի մակերեսը պոլիմերային և անօրգանական թաղանթներով, որոնք ներառում են հատուկ ֆունկցիոնալ խմբերով ռեագենտներ, ներառյալ բիոմոլեկուլները, հնարավոր է ստեղծել այնպիսի պայմաններ բաղադրիչի որոշման համար, որ անալիտիկ ազդանշանը գործնականում հատուկ լինի: Փոփոխված էլեկտրոդների օգտագործումը նախատեսում է նմանատիպ ռեդոքս հատկություններով (օրինակ՝ թունաքիմիկատներ և դրանց մետաբոլիտներ) կամ սովորական էլեկտրոդների վրա էլեկտրաքիմիապես ոչ ակտիվ միացությունների ընտրովի որոշում: Վոլտամետրիան օգտագործվում է լուծույթների վերլուծության համար, բայց այն կարող է օգտագործվել նաև գազերի վերլուծության համար։ Շատ պարզ վոլտամետրիկ անալիզատորներ նախագծվել են դաշտում օգտագործելու համար:

Կուլոմետրիա... Վերլուծության մեթոդ, որը հիմնված է էլեկտրական էներգիայի (Q) քանակի չափման վրա, որն անցել է էլեկտրոլիզատորի միջով աշխատող էլեկտրոդի վրա նյութի էլեկտրաքիմիական օքսիդացման կամ վերացման ընթացքում: Ֆարադեյի օրենքի համաձայն՝ էլեկտրաքիմիապես փոխակերպված նյութի զանգվածը (P) կապված է Q-ի հարաբերակցությամբ.

Պ = QM/ Fn,

որտեղ M-ը նյութի մոլեկուլային կամ ատոմային զանգվածն է, n-ը նյութի մեկ մոլեկուլի (ատոմի) էլեկտրաքիմիական փոխակերպման մեջ ներգրավված էլեկտրոնների թիվն է, p-ը Ֆարադեյի հաստատունն է։

Տարբերակել ուղիղ կուլոմետրիայի և կուլոմետրիկ տիտրման միջև: Առաջին դեպքում որոշվում է էլեկտրաքիմիապես ակտիվ նյութ, որը դրվում է (կամ վերածվում նոր օքսիդացման վիճակի) էլեկտրոդի վրա տվյալ էլեկտրոլիզի պոտենցիալով, մինչդեռ սպառված էլեկտրաէներգիայի քանակը համաչափ է արձագանքած նյութի քանակին: Երկրորդ դեպքում վերլուծված լուծույթի մեջ ներմուծվում է էլեկտրաքիմիապես ակտիվ օժանդակ ռեագենտ, որից էլեկտրոլիտով առաջանում է տիտրանտ (կուլոմետրիկ տիտրան), և այն քանակապես քիմիական փոխազդում է որոշվող նյութի հետ։ Անալիտի պարունակությունը գնահատվում է լուծույթի միջով անցած էլեկտրաէներգիայի քանակով, երբ տիտրոն առաջանում է մինչև քիմիական ռեակցիայի ավարտը, որը հաստատվում է, օրինակ՝ օգտագործելով գունավոր ցուցիչներ: Կարևոր է, որ փորձարկման լուծույթում կուլոմետրիկ վերլուծություն կատարելիս չկան օտար նյութեր, որոնք կարող են մտնել էլեկտրաքիմիական կամ քիմիական ռեակցիաների մեջ նույն պայմաններում, այսինքն, կողմնակի էլեկտրաքիմիական և քիմիական գործընթացներ չեն առաջանում:

Կուլոմետրիան օգտագործվում է ինչպես հետքի (109-10 Ռ մոլ/լ մակարդակի վրա), այնպես էլ շատ մեծ քանակությամբ նյութերի բարձր ճշգրտությամբ որոշելու համար։ Շատ անօրգանական (գրեթե բոլոր մետաղները, ներառյալ ծանր մետաղները, հալոգենները, S, NO 3, NO 2) և օրգանական նյութերը (արոմատիկ ամիններ, նիտրո և նիտրոզային միացություններ, ֆենոլներ, ազոներկանյութեր) կարող են որոշվել կուլոմետրիկ եղանակով։ Մթնոլորտում գազային աղտոտիչների շատ ցածր պարունակությունը (մինչև 104%) (SO2 «Oz, H 2 S, NO, NO 2) որոշելու ավտոմատ կուլոմետրիկ անալիզատորները հաջողությամբ ապացուցել են իրենց դաշտում:

Պոտենցիոմետրիա.Վերլուծության մեթոդ, որը հիմնված է E հավասարակշռության էլեկտրոդի ներուժի կախվածության վրա էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի բաղադրիչների a ակտիվությունից՝ aA + bB + ne = mM + pP:

Պոտենցիոմետրիկ չափումների ժամանակ գալվանական բջիջը կազմված է ցուցիչ էլեկտրոդից, որի ներուժը կախված է լուծույթի բաղադրիչներից մեկի ակտիվությունից և հղման էլեկտրոդից, և չափվում է այս տարրի էլեկտրաշարժիչ ուժը:

Տարբերակվում է ուղղակի պոտենցիոմետրիայի և պոտենցիոմետրիկ տիտրման միջև։ Ուղղակի պոտենցիոմետրիան օգտագործվում է իոնների ակտիվությունը համապատասխան ցուցիչ էլեկտրոդի ներուժի (E) արժեքով ուղղակիորեն որոշելու համար։ Պոտենցիոմետրիկ տիտրման մեթոդում E-ի փոփոխությունը գրանցվում է անալիտի համապատասխան տիտրով ռեակցիայի ժամանակ։

Շրջակա միջավայրի պաշտպանության խնդիրները լուծելիս ուղղակի պոտենցիոմետրիայի ամենակարևոր մեթոդը մեմբրանի իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների (ISE) օգտագործմամբ՝ իոնոմետրիա է: Ի տարբերություն վերլուծության շատ այլ մեթոդների, որոնք հնարավորություն են տալիս գնահատել միայն նյութերի ընդհանուր կոնցենտրացիան, իոնոմետրիան հնարավորություն է տալիս գնահատել ազատ իոնների ակտիվությունը և, հետևաբար, կարևոր դեր է խաղում իոնների բաշխվածության ուսումնասիրության մեջ նրանց տարբեր քիմիական ձևերի միջև: Ավտոմատ մոնիտորինգի մեթոդները հատկապես կարևոր են բնապահպանական օբյեկտների մոնիտորինգի համար, և ISE-ի օգտագործումը շատ հարմար է այդ նպատակով:

Շրջակա միջավայրի վիճակը բնութագրելու հիմնական ցուցիչներից է շրջակա միջավայրի pH արժեքը, որը սովորաբար որոշվում է ապակե էլեկտրոդների միջոցով։ Ապակե էլեկտրոդները, որոնք պատված են համապատասխան էլեկտրոլիտի թաղանթով կիսաթափանցիկ թաղանթով, օգտագործվում են ջրի և մթնոլորտի վերլուծության մեջ՝ աղտոտվածությունը վերահսկելու համար (NH 3, SO 2 NO, NO 2, CO 2, H 2 S): ISE-ն սովորաբար օգտագործվում է անիոնների պարունակությունը վերահսկելու համար, որոնց որոշման ավանդաբար ավելի քիչ մեթոդներ կան, քան կատիոնների համար: Մինչ օրս ISE-ները մշակվել և լայնորեն կիրառվում են F, CI, Br, I, C1O 4, CN, S 2, NO] և NO 2-ների որոշման համար, որոնք հնարավորություն են տալիս որոշել նշված իոնները կոնցենտրացիայի տիրույթում: 10 -6-ից մինչև 10 -1 մոլ / լ ...

Իոնոմետրիայի կիրառման կարևոր ուղղություններից են հիդրոքիմիական ուսումնասիրությունները և անիոնների և կատիոնների կոնցենտրացիայի որոշումը տարբեր տեսակի ջրերում (մակերեսային, ծովային, անձրևաջրերում)։ ISE-ի կիրառման մեկ այլ ոլորտ սննդի վերլուծությունն է: Օրինակ՝ NO - 3 և NO 2 -ի որոշումը բանջարեղենի, մսի և կաթնամթերքի, մանկական սննդի մեջ: Ստեղծվել է ասեղի տեսքով մանրանկարչություն՝ NO - 3-ի որոշման համար՝ անմիջապես մրգերի և բանջարեղենի միջուկում:

Իոնոմետրիան լայնորեն կիրառվում է նաև տարբեր կենսաբանական ակտիվ միացությունների և դեղամիջոցների որոշման համար։ Ներկայումս արդեն կարելի է ասել, որ կան կրիչներ, որոնք ընտրովի են գրեթե ցանկացած տեսակի օրգանական միացությունների համար, ինչը նշանակում է, որ հնարավոր է ստեղծել անսահմանափակ թվով համապատասխան ISE-ներ։ Խոստումնալից ուղղություն է ֆերմենտային էլեկտրոդների օգտագործումը, որոնց թաղանթը ներառում է անշարժացված ֆերմենտներ։ Այս էլեկտրոդները խիստ հատուկ են ֆերմենտային ռեակցիաների համար: Նրանց օգնությամբ, օրինակ, հնարավոր կլինի որոշել արգելակող խոլինեստերազը, միջատասպանները (օրգանոֆոսֆորային միացություններ, կարբամատներ) -1 նգ/մլ կոնցենտրացիաներում։ Մեթոդի ապագան կապված է կոմպակտ հատուկ սենսորների ստեղծման հետ, որոնք ժամանակակից էլեկտրոնային սարքեր են՝ համակցված իոն-սելեկտիվ թաղանթների հետ, ինչը հնարավորություն կտա հրաժարվել նմուշի բաղադրիչների տարանջատումից և զգալիորեն արագացնել վերլուծությունը դաշտում:

Կեղտաջրերի վերլուծություն

Էլեկտրավերլուծական մեթոդները, որոնք սովորաբար օգտագործվում են ջրի վերլուծության մեջ անօրգանական բաղադրիչների որոշման համար, հաճախ զիջում են գազային և հեղուկ քրոմատագրման մեթոդներին, ատոմային ադսորբցիոն սպեկտրաչափությանը: Սակայն այստեղ օգտագործվում է ավելի էժան տեխնիկա, երբեմն նույնիսկ դաշտում։ Ջրի վերլուծության մեջ օգտագործվող հիմնական էլեկտրավերլուծական մեթոդներն են վոլտամետրիա, պոտենցիոմետրիա և հաղորդունակություն:Առավել արդյունավետ վոլտամետրիկ մեթոդներն են դիֆերենցիալ իմպուլսային բևեռագրությունը (DIP) և ինվերսիոն էլեկտրաքիմիական վերլուծությունը (IEA): Այս երկու մեթոդների համադրությունը հնարավորություն է տալիս որոշումն իրականացնել շատ բարձր զգայունությամբ՝ մոտավորապես 10 -9 մոլ/լ, գործիքավորումը պարզ է, ինչը հնարավորություն է տալիս վերլուծություններ կատարել դաշտում։ Լիովին ավտոմատացված մոնիտորինգի կայանները գործում են IEA մեթոդի կամ ՄԷԳ-ի և RIP-ի համակցման սկզբունքով: DIP և IEA մեթոդները ուղիղ տարբերակում, ինչպես նաև միմյանց հետ համատեղ, օգտագործվում են ծանր մետաղների իոններով և տարբեր օրգանական նյութերով ջրի աղտոտվածությունը վերլուծելու համար։ Ավելին, նմուշների պատրաստման մեթոդները հաճախ շատ ավելի պարզ են, քան սպեկտրոմետրիայի կամ գազային քրոմատագրության մեջ: IEA մեթոդի առավելությունն այն է (ի տարբերություն այլ մեթոդների, օրինակ՝ ատոմային ադսորբցիոն սպեկտրոմետրիայի) նաև ազատ իոնները «տարբերելու» իրենց կապված քիմիական ձևերից, ինչը կարևոր է և՛ վերլուծված նյութերի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները գնահատելու համար, և կենսաբանական հսկողության տեսանկյունից (օրինակ՝ ջրերի թունավորությունը գնահատելիս): Վերլուծության ժամանակը երբեմն կրճատվում է մինչև մի քանի վայրկյան՝ մեծացնելով բևեռացնող լարման սկանավորման արագությունը:

Պոտենցիոմետրիատարբեր իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների օգտագործմամբ օգտագործվում է ջրի վերլուծության մեջ՝ որոշելու մեծ թվով անօրգանական կատիոններ և անիոններ: Այս եղանակով որոշվող կոնցենտրացիաները 10 0 -10 -7 մոլ / լ են: Իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների օգնությամբ կառավարումը բնութագրվում է պարզությամբ, արագությամբ և շարունակական չափումներ կատարելու ունակությամբ: Ներկայումս ստեղծվել են իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդներ, որոնք զգայուն են որոշ օրգանական նյութերի (օրինակ՝ ալկալոիդների), մակերեսային ակտիվ նյութերի և լվացող միջոցների (լվացող միջոցների) նկատմամբ։ Ջրի վերլուծության ժամանակ օգտագործվում են կոմպակտ անալիզատորներ, ինչպիսիք են զոնդերը՝ ժամանակակից իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների օգտագործմամբ: Միևնույն ժամանակ, մի շղթա, որը մշակում է պատասխանը և ցուցադրումը, տեղադրվում են զոնդի բռնակի մեջ:

Կոնդուկտոմետրիաայն օգտագործվում է կեղտաջրերում լվացող միջոցների անալիզատորների աշխատանքում, ոռոգման համակարգերում սինթետիկ պարարտանյութերի կոնցենտրացիան որոշելու, խմելու ջրի որակը գնահատելու համար։ Բացի ուղղակի հաղորդունակությունից, աղտոտիչների որոշ տեսակների որոշման համար կարող են օգտագործվել անուղղակի մեթոդներ, որոնցում անալիտները փոխազդում են հատուկ ընտրված ռեակտիվների հետ մինչև չափումը, իսկ էլեկտրական հաղորդունակության գրանցված փոփոխությունը պայմանավորված է միայն համապատասխան ռեակցիայի արտադրանքների առկայությամբ: Հաղորդավարության դասական տարբերակներից բացի, օգտագործվում է նաև դրա բարձր հաճախականության տարբերակը (օսցիլոմետրիա), որում ցուցիչ էլեկտրոդային համակարգը ներդրված է հաղորդիչ շարունակական անալիզատորներում։

Գլուխ 3. Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդների վրա հիմնված սարքեր

Վերլուծության վոլտամետրիկ մեթոդն այսօր համարվում է էլեկտրաքիմիական մեթոդների մեջ ամենահեռանկարայիններից մեկը՝ շնորհիվ իր լայն հնարավորությունների և լավ գործառնական բնութագրերի:

Ժամանակակից մերկացնող վոլտամետրիան, որը փոխարինել է դասական բևեռագրությանը, խիստ զգայուն և արագ մեթոդ է օքսիդացման ռեդոքս հատկություններով անօրգանական և օրգանական նյութերի լայն շրջանակի որոշման համար:

Սա նյութերի հետքաքանակների որոշման առավել բազմակողմանի մեթոդներից մեկն է, որը հաջողությամբ օգտագործվում է բնական երկրաբանական և կենսաբանական, ինչպես նաև բժշկական, դեղագործական և այլ օբյեկտների վերլուծության համար:

Վոլտամետրիկ անալիզատորները հնարավորություն են տալիս միաժամանակ որոշել մի քանի բաղադրիչ (մինչև 4 - 5) մեկ նմուշում բավականին բարձր զգայունությամբ 10 -8 - 10 -2 Մ (և լարման վոլտամետրիա - մինչև 10-10 - 10 -9 Մ) .

Անալիտիկ քիմիայի մեջ ամենահեռանկարայինն այսօր համարվում է կլանման վոլտամետրիան, որը հիմնված է էլեկտրոդի մակերեսի վրա որոշված ​​տարրի նախնական կլանման կոնցենտրացիայի և արդյունքում ստացված արտադրանքի վոլտամմոգրաֆիայի հետագա գրանցման վրա: Այսպիսով, հնարավոր է խտացնել բազմաթիվ օրգանական նյութեր, ինչպես նաև մետաղական իոններ օրգանական լիգանդներով (հատկապես ազոտ և ծծումբ պարունակող) կոմպլեքսների տեսքով։ Հերթական կուտակման ժամանակով 60 վրկ և օգտագործելով դիֆերենցիալ զարկերակային ռեժիմ՝ վոլտամմոգրամներ գրանցելու համար, հնարավոր է հասնել հայտնաբերման սահմաններին 10 -10 - 10 -11 մոլ / լ (10 -8 - 10 -9 գ / լ) մակարդակում: L կամ 0,01 - 0,001 մկգ / դմ 3):

«IVA - 400MK» մետաղների վերլուծության վոլտամետրիկ համալիր (NPKF «Aquilon», Մոսկվա)Նախատեսված է 30 տարրերի վերլուծության համար (Cu, Zn, Pb, Cd, As, Co, Ni, Cr և այլ մետաղներ), զգայունությունը 0,1 - 10 -3 μg / dm 3:

Վոլտամետրիկ անալիզատոր նմուշների ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ - TA-1M (Տոմսկ), որը, բացի մետաղական իոններից, թույլ է տալիս որոշել մի շարք օրգանական միացություններ։ Սարքն ունի հետևյալ հատկանիշները.

Միաժամանակյա անալիզ երեք էլեկտրաքիմիական բջիջներում,

Նմուշի փոքր քանակություն (0,1 - 1,0 գ),

· Նմուշի պատրաստման և վերլուծության ցածր արժեքը:

Սանկտ Պերբուրգում NFT «Volta»արտադրում է «AVS-1» վոլտամետրիկ կոմպլեքս պտտվող սկավառակով ապակյա ածխածնային էլեկտրոդով, որը թույլ է տալիս վերլուծել թունավոր տարրերը ջրերում, սննդամթերքում և տարբեր նյութերում։ Առանց նմուշի կոնցենտրացիայի հայտնաբերման սահմանաչափն է՝ 0,1 մգ/լ՝ Pb-ի համար, 0,5 մգ/լ՝ Cd-ի համար, 1,0 մկգ/լ՝ Cu-ի համար: Նմուշի ծավալը 20 մլ է, վոլտ-ամպեր կորը ստանալու ժամանակը 3 րոպեից ոչ ավել է։

«ԱԺԵ - 12» (Վլադիկավկազ) նախատեսված է թափոնների և շրջանառվող ջրերի իոնային բաղադրության էքսպրես վերլուծության համար: Անալիզատորն օգտագործում է ավանդական սնդիկի էլեկտրոդ: Վերահսկվող բաղադրիչներ - Cu, Zn, Pb, Cd, In, Bi, Tl, Sb, As, Co, Ni, Cr, CN -, Cl -, S 2-: Անալիզատորը թույլ է տալիս չափումներ կատարել առանց նմուշի պատրաստման:

Ecotest-VA (Econix, Մոսկվա) - շարժական վոլտամետրիկ անալիզատոր: Այն պատրաստված է ժամանակակից միկրոպրոցեսորային տարրերի բազայի վրա և հագեցած է էլեկտրոդների մի ամբողջ համալիրով՝ գրաֆիտ, ապակյա ածխածին, ազնիվ մետաղներից պատրաստված միկրոէլեկտրոդներ և սնդիկի կաթող էլեկտրոդ:

Այս շարքի սարքերը նախատեսված են խմելու, բնական, թափոնների նմուշներում մետաղների Cu, Zn, Pb, Cd, As, Bi, Mn, Co, Ni, Cr, ինչպես նաև ացետալդեհիդի, ֆուրֆուրալի, կապրոլակտամի և այլ նյութերի որոշման համար։ ջուր, հող, իսկ համապատասխան նմուշի պատրաստումից հետո՝ սննդի և կերերի մեջ:

Ջրի վերլուծության բազմաթիվ վերլուծական մեթոդների հնարավորությունները կարող են զգալիորեն ընդլայնվել, երբ օգտագործվում են նմուշի պատրաստման գործընթացում ավտոմատ ռեժիմում գործող հոսքային ներարկման խտացնող կցորդներ, օրինակ՝ BPI-M և BPI-N տիպի:

BPI-M -Նախատեսված է ավտոմատացված նմուշի պատրաստման համար, այն ներառում է միկրոսյունակներ բարձր արդյունավետ սորբենտներով: Բլոկի արտադրողականությունը կազմում է օրական 30-60 անալիզ՝ գործընթացի ամբողջական ավտոմատացումով: Բլոկի օգտագործումը թույլ է տալիս բարձրացնել զգայունությունը կոնցենտրացիայի րոպեում 20 անգամ: Միավորը լավագույնս աշխատում է ատոմային կլանման հայտնաբերման, ինչպես նաև ռենտգենյան ֆլուորեսցենտային, ատոմային կլանման և էլեկտրաքիմիական մեթոդների հետ համատեղ:

BPI-N- նախատեսված է սելեկտիվ սորբենտների վրա մետաղական իոնների կոնցենտրացիայի համար միաժամանակ չորս միկրոսյունակներում՝ DEETATA- սորբենտով կամ 4 բարակաշերտ սորբցիոն DEETATA-զտիչներով: Այն կարող է օգտագործվել ռենտգենյան ֆլուորեսցենտային, ատոմային կլանման, ատոմային արտանետման, էլեկտրաքիմիական մեթոդներով:

Վոլտամմետրիկ անալիզատորներ

Հակադարձ վոլտամետրիայի սկզբունքի վրա հիմնված սարքերը վերջերս մեծ պահանջարկ ունեն: Նրանք համատեղում են ընտրողականությունն ու բարձր զգայունությունը վերլուծության հեշտությամբ:

Ինչ վերաբերում է տարրական բաղադրության որոշմանը (օրինակ, ծանր մետաղների համար), այս սարքերը հաջողությամբ մրցում են ատոմային կլանման սպեկտրոֆոտոմետրերի հետ, քանի որ դրանք զգայունությամբ չեն զիջում նրանց, բայց շատ ավելի կոմպակտ և էժան են (մոտ 5-10 անգամ): ): Նրանք չեն պահանջում լրացուցիչ սպառվող նյութեր, ինչպես նաև հնարավորություն են տալիս մի քանի տարրերի միաժամանակյա էքսպրես որոշում:

Polarograph ABC - 1.1 (NTF «Volta» Սանկտ Պետերբուրգ):

Առանց նմուշի կոնցենտրացիայի մետաղների հայտնաբերման սահմաններն են (մգ/լ)՝ Cd, Pb, Bi - 0.0001, Hg - 0.00015, Cu - 0.0005, Zn, Ni - 0.01: Արժեքը 1700$։

Կոնդիրոմետրիկ սկզբունքի վրա հիմնված անալիզատորները նախատեսված են ջրի մեջ աղերի ընդհանուր պարունակության քանակական որոշման համար: EKA-2M (Սանկտ Պետերբուրգ) չափում է աղիությունը արժեքների լայն շրջանակում՝ 0,05-ից մինչև 1000 μS / սմ (900 դոլար): ANION, MARK, KSL (330-ից մինչև 900 $), COD - անալիզատորներ (750 $):

Վնասակար նյութերի գազի անալիզատորներ

Ավտոմատ գազի անալիզատորը սարք է, որում օդի նմուշառումը, վերահսկվող բաղադրիչի քանակի որոշումը, վերլուծության արդյունքների թողարկումն ու գրանցումը կատարվում են ավտոմատ կերպով՝ համաձայն տվյալ ծրագրի՝ առանց օպերատորի մասնակցության: Օդային միջավայրը վերահսկելու համար օգտագործվում են գազի անալիզատորներ, որոնց աշխատանքը հիմնված է տարբեր սկզբունքների վրա:

Ջերմային հաղորդիչ գազի անալիզատորներ.

Գործողության սկզբունքը հիմնված է գազային խառնուրդի ջերմային հաղորդունակության կախվածության վրա նրա կազմից։ Նիհար պլատինե թելերը այս տեսակի անալիզատորների զգայուն տարրն են: Կախված գազի բաղադրությունից՝ զգայուն տարրի ջերմաստիճանը փոխվում է, առաջանում է հոսանք, որի ուժգնությունը համաչափ է վերահսկվող բաղադրիչի կոնցենտրացիային։

Կուլոմետրիկ գազի անալիզատորներ.

Գործողության սկզբունքը հիմնված է սահմանափակող էլեկտրական հոսանքի չափման վրա, որը տեղի է ունենում լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ, որը պարունակում է որոշվող նյութը, որը էլեկտրաքիմիական ապաբևեռացնող է: Վերլուծվող խառնուրդը, որը պարունակում է, օրինակ, ծծմբի երկօքսիդ, սնվում է էլեկտրաքիմիական բջիջ: Այն փոխազդում է յոդի հետ՝ առաջացնելով ջրածնի սուլֆիդ, որն այնուհետև էլեկտրաօքսիդացվում է չափիչ էլեկտրոդում։ Էլեկտրական հոսանքը անալիտի կոնցենտրացիայի չափումն է:

ԳԼՈՒԽ 4. ակնարկWEB- ՖԻՐՄԻԱՆԵՐԻ ԿԱՅՔԵՐ - ՔԻՄԻԱԿԱՆ-ՎԵՐԼՈՒԾԱԿԱՆ ՍԱՐՔԱՎՈՐՈՒՄՆԵՐ ՎԱՃԱՌՈՂՆԵՐ

«AGILENT.RU».

Նոր էլեկտրոնային սարքերի և տեխնոլոգիաների մշակման, արտադրության և ներդրման ժամանակակից փորձարկման, չափիչ և մոնիտորինգի սարքավորումներ…

http://www.agilent.ru

«ԱԿԱԴԵՄԼԱՅՆ», ԲԲԸ, Մոսկվա

Առաքում է քիմիավերլուծական չափիչ սարքավորումների լայն տեսականի...

http://www.academline.com/

«ԱԿՏԱԿՈՄ»

Գրանցված AKTAKOM ապրանքանիշը միավորում է համաշխարհային կարգի գործիքավորման լայն տեսականի: Ամենալավն արտասահմանյան և հայրենական արտադրողներից...

http://www.aktakom.ru

«ANALITPRIBOR»

Առաջարկում է գազի անալիզատորներ

http://www.analytpribor.ru

«WATSON», ԲԲԸ, Միտիշչի, Մոսկվայի մարզ

Գործիքներ և չափիչ գործիքներ;

http://www.watson.ru/

«DIPOL», NPF, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.dipaul.ru/

«EuroLab SPb», ՍՊԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

Սպեկտրալ անալիզի գործիքներ, քրոմատոգրաֆներ։

http://www.eurolab.ru

«IZME.RU»

http://www.izme.ru/

«ԻՆՍՈՎՏ», ԲԲԸ

Գազի անալիզատորների մշակում և արտադրություն

http://www.insovt.ru

«Տեղեկատվական տեխնոլոգիաների ինստիտուտ», Մինսկ, Բելառուս

Մասնագիտացված օպտիկամանրաթելային չափիչ գործիքների նախագծման և արտադրության մեջ...

«ԿԻՊԱՐԻՍ», ՍՊԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.kiparis.spb.ru/

«ՄԵՐՑԱՄԱՔՍ», Գոմել

http://www.continent.h1.ru

«Կառավարման և չափիչ սարքեր և սարքավորումներ», Վոլգոգրադ

http://www.oscilloscop.ru

«Կոնտուր», ITC, OOO, Նովոսիբիրսկ

http://www.kip.ru/

«KraySibStroy», ՍՊԸ, Կրասնոյարսկ

http://www.kipkr.ru/

«Կրիսմաս +» ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.christmas-plus.ru

«KURS», ՍՊԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.kypc.spb.ru

«ԼՈՒՄԵՔՍ», Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.lumex.ru/

«ՄԵՏՏԵԿ»

http://www.mettek.ru

«ՄԵՏԼԵՐ ՏՈԼԵԴՈ»

http://www.mt.com

«ՄՈՆԻՏՈՐԻՆԳ», ՍՏԿ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.monitoring.vniim.ru

«Գիտական ​​գործիքներ» ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.sinstr.ru

«Նևալաբ» ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.nevalab.ru

«OWEN», ՊՈ, Մոսկվա

http://www.owen.ru/

«OCTAVA +», Մոսկվա

http://www.octava.ru/

«ՕՊՏԵԿ», ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

Մշակում և արտադրում է գազի անալիզատորներ և անալիտիկ համակարգեր տարբեր նպատակների համար՝ էկոլոգիայի, արդյունաբերության և գիտական ​​հետազոտությունների մեջ օգտագործելու համար...

http://www.optec.ru

«ՊՈԼԻՏԵԽՖՈՐՄ», Մոսկվա

http://www.ptfm.ru

«Պրակտիկ-ՆՑ» ԲԲԸ, Մոսկվա, Զելենոգրադ

http://www.pnc.ru/

«ԳՈՐԾԻՔՆԵՐ ԵՎ ՎԵՐԼՈՒԾԱԿԱՆ ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱ»

Քիմիական վերլուծության սարքեր.

http://www.zhdanov.ru/

«Սարտոգոսմ», ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.sartogosm.ru

«Հատուկ», ԲԲԸ, Մոսկվա

http://www.special.ru

«ՏԿԱ»

http://www.tka.spb.ru/

«ՏՍՏ», ԲԲԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

http://www.tst-spb.ru

«ԷԿՈՊՐԻԲՈՐ», ՊՈԱԿ, Մոսկվա

Առաջարկում է գազի անալիզատորներ և գազի անալիզի համակարգեր...

http://ecopribor.ru

«ԷԿՈՏԵԿ», ՓՄՁ, Ուկրաինա

http://ecotech.dn.ua

«ԷԿՈՏԵԽԻՆՎԵՍՏ», ՆՊՖ, Մոսկվա

http://ecotechinvest.webzone.ru

«Էկսիս» ԲԲԸ, Մոսկվա, Զելենոգրադ

http://www.eksis.ru/

«ԷԼԻՔՍ»

http://www.eliks.ru/

«ԷՄԻ», ՍՊԸ, Սանկտ Պետերբուրգ

Օպտիկական գազի անալիզատորների, նավթամթերքի անալիզատորների արտադրություն։

http://www.igm.spb.ru

«ԷՆԵՐԳՈՏԵՍՏ» ԲԲԸ, Մոսկվա

http://www.energotest.ru, http://www.eneffect.ru

ՀԻՄԵԴ

Անալիտիկ գործիքներ և քրոմատագրություն

ե-փոստ:[էլփոստը պաշտպանված է]

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1. Գեյրովսկի Յ., Կուտա Յ., Բևեռագրության հիմունքներ, թարգմ. չեխ., Մ., 1965;

2. Գալիուս 3., Էլեկտրաքիմիական անալիզի տեսական հիմունքներ, տառ. լեհերենից, Մ., 1974;

3. Kaplan B. Ya., Pulse polarography, M., 1978;

4. Brainina X. 3., Neiman E. Ya., Solid-phase reagims in electroanalytical chemistry, M., 1982;

5. Kaplan B. Ya., Pats R. G., Salikhdzhanova R. M.-F., Փոփոխական հոսանքի վոլտամետրիա, Մ., 1985 թ.

6. Plambek J. Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդներ: / Պեր. անգլերենից Մոսկվա: Միր, 1985.496 էջ.

7. Համառոտ քիմիական հանրագիտարան. Մոսկվա: Սովետական ​​հանրագիտարան, 1964. Հատոր 1. Ա – Ե. 758 թ.

8. Էլեկտրաքիմիական մեթոդների դասակարգում և նոմենկլատուրա // Ժուռն. անալիտ. քիմիա։ 1978. հատոր 33, հ. 8, էջ 1647-1665։

9. Առաջարկվող տերմիններ, նշաններ և սահմանումներ էլեկտրավերլուծական քիմիայի համար // Pure & Appl. Քիմ. 1979. Հատ. 51. P. 1159-1174 թթ.

10. «Քիմիական համարժեք» հասկացության և հարակից մեծությունների օգտագործման մասին՝ Ժուռն. անալիտ. քիմիա։ 1989. T. 44, no. 4. P. 762–764; Ամսագիր. անալիտ. քիմիա։ 1982. հատոր 37, հ. 5, էջ 946; Ամսագիր. անալիտ. քիմիա։ 1982. հատոր 37, հ. 5, էջ 947։

11. Նեյման Է.Յա. Ժամանակակից անալիտիկ քիմիայի տերմինաբանությունը և դրա ձևավորումը // Ժ. անալիտ. քիմիա։ 1991. հատոր 46, հ. 2.էջ 393–405։

12. Քիմիական անալիզի արդյունքների ներկայացում (Հանձնարարականներ IUPAC 1994) // Ժուրն. անալիտ. քիմիա։ 1998. T. 53. No 9. P. 999–1008.

13. Վերլուծական նոմենկլատուրայի համառոտագիր (Definitive Rules 1997): 3rd ed., IUPAC, Blackwell Science, 1998. 8.1-8.51 (Էլեկտրաքիմիական վերլուծություն):


Էլեկտրաքիմիական կոնցենտրացիայի չափման մեթոդները օգտագործում են էլեկտրաքիմիական բջիջ: Ամենապարզ բջիջը բաղկացած է էլեկտրոլիտի լուծույթի մեջ ընկղմված զույգ էլեկտրոդներից: Էլեկտրոլիտի լուծույթը տեղադրվում է մեկ անոթի կամ երկուսի մեջ՝ միացված կամրջով էլեկտրոլիտով (փոխանցող բջիջ)։ Էլեկտրոդները կարող են ուղղակիորեն միմյանց միացնել հաղորդիչով (ներքին էլեկտրոլիզ) կամ հաղորդիչներով էլեկտրասնուցման միջոցով (արտաքին էլեկտրոլիզ):

Էլեկտրական շղթայի տարբեր մասերում էլեկտրաէներգիայի փոխանցման մեխանիզմը տարբեր է: Էլեկտրական լիցքը հաղորդիչների երկայնքով տարվում է էլեկտրոններով, լուծույթում՝ իոններով։ Միջերեսում հաղորդման մեխանիզմի փոփոխություն տեղի է ունենում տարասեռ ռեդոքս ռեակցիայի առաջացման արդյունքում։ Այն կոչվում է էլեկտրաքիմիական կամ էլեկտրոդային ռեակցիա, այսինքն՝ ռեակցիա, որը կապված է տարբեր փուլերում քիմիական միացությունների միջև լիցքերի փոխանակման հետ՝ պինդ (էլեկտրոդի մակերես) և հեղուկ (էլեկտրոլիտի լուծույթ):

Լուծման մեջ կան քիմիական միացություններ, որոնք հեշտությամբ էլեկտրոններ են նվիրաբերում որոշակի նյութից պատրաստված էլեկտրոդին, օրինակ՝ պլատինից կամ գրաֆիտից, այսինքն՝ օքսիդանում են դրա վրա։ Նման էլեկտրոդը կոչվում է անոդ: Անոդի մակերևույթի վրա ձևավորվում է օքսիդացնող նյութ, որը կարող է մնալ դրա վրա (ներծծվել), լուծվել անոդի նյութում (սնդիկի անոդ) կամ ցրվել էլեկտրոլիտի լուծույթի մեջ դիֆուզիոն ուժերի ազդեցության տակ (կենտրոնացման գրադիենտ):

Օրինակ՝ CuCl 2-ի լուծույթում

2Cl - - 2 ե= Cl 2

(Կարմիր 1 - ne= եզ 1)

Pt էլեկտրոդի լուծույթ

Cl - → ← Cl 2

Պլատինի էլեկտրոդի մակերեսին ձևավորված գազային Cl 2-ը կցրվի էլեկտրոլիտի լուծույթի մեջ:

Լուծույթում կան նաև քիմիական միացություններ, որոնք հեշտությամբ ընդունում են էլեկտրոնները էլեկտրոդից, այսինքն. դրա վրա վերականգնված են։ Նման էլեկտրոդը կոչվում է կաթոդ: Կաթոդի մակերեսի վրա ձևավորվում է վերականգնող նյութ, որը կարող է մնալ դրա վրա (ներծծվել), լուծվել անոդի նյութում (սնդիկի կաթոդ) կամ դիֆուզիոն ուժերի ազդեցությամբ ցրվել էլեկտրոլիտի լուծույթի մեջ։

Օրինակ՝ CuCl 2-ի լուծույթում

Cu 2 + - + 2e = Cu 0

(Ox 2 + ne = Կարմիր 2)

Hg էլեկտրոդի լուծույթ

Cu 2+ → Cu 0 → Cu 0 (Hg)

Սնդիկի էլեկտրոդի մակերեսին առաջացած պղնձի ատոմները կցրվեն սնդիկի խորքում՝ լուծվելով դրա մեջ ամալգամի առաջացմամբ։

Ե՛վ անոդում, և՛ կաթոդում առաջանում են նոր քիմիական միացություններ, որոնք նախկինում լուծույթում չեն եղել։ Եթե ​​կա լիցքի փոխանցում մի փուլից մյուսը, ապա միջերեսում հաստատվում է էլեկտրական պոտենցիալ (էներգիա):

Եթե ​​էլեկտրոդները միացված են հաղորդիչով, ապա էլեկտրոդների միջև բավականաչափ պոտենցիալ տարբերությամբ կհաղթահարվի լուծույթի դիմադրությունը լիցքերի շարժմանը և լուծույթով էլեկտրական հոսանք կհոսի (լիցքերի շարժում)։ Այս հոսանքը կարելի է չափել:

Քիմիական վերլուծության էլեկտրաքիմիական մեթոդները հիմնված են էլեկտրոդի մակերեսին, մոտ էլեկտրոդային շերտում կամ էլեկտրոլիտային լուծույթում տեղի ունեցող երևույթների և գործընթացների օգտագործման վրա, որոնք կապված են լուծույթի բաղադրիչների քիմիական բնույթի և պարունակության հետ:

Չափվում են էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտային համակարգի էլեկտրական հատկությունները (էլեկտրոդի ներուժ, էլեկտրական հոսանքի ուժ, էլեկտրաէներգիայի քանակ, էլեկտրական հաղորդունակություն և այլն): Բոլոր դիտարկված էլեկտրական մեծությունները կախված են էլեկտրոլիտի լուծույթի ցանկացած բաղադրիչի կոնցենտրացիայից: Հետևաբար, դրանցից որևէ մեկը՝ էլեկտրոլիտի էլեկտրական հաղորդունակությունը, էլեկտրոդի պոտենցիալը, էլեկտրական հոսանքի ուժը, էլեկտրական երկշերտի հզորությունը և այլն, կարող են ծառայել որպես վերլուծական ազդանշան, եթե այն ֆունկցիոնալորեն կապված է անալիտի կոնցենտրացիան վերլուծված լուծույթում և չափելի է: Էլեկտրական հատկությունների չափված արժեքները օգտագործվում են նյութի բաղադրության քանակական և երբեմն որակական քիմիական վերլուծության համար:

Բաղադրիչի կոնցենտրացիան որոշելու էլեկտրաքիմիական մեթոդների տարբեր դասակարգումներ կան: Օրինակ, մեթոդները կարելի է դասակարգել հետևյալ կերպ.

1. Էլեկտրոդային ռեակցիայի ընթացքի վրա հիմնված մեթոդներ.

1.1. Էլեկտրաքիմիական բջիջով էլեկտրական հոսանքի անցման վրա հիմնված մեթոդներ.

-- վոլտամետրիա– մեթոդ, որոշված ​​բաղադրիչի էլեկտրաօքսիդացման կամ էլեկտրանվազեցման դիֆուզիոն հոսանքի ուժի չափման հիման վրա ցուցիչ էլեկտրոդի ներուժի որոշակի արժեքով.

- կուլոմետրիա– մեթոդ, որոշված ​​բաղադրիչի էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի վրա ծախսված էլեկտրաէներգիայի քանակի (Ֆարադեի օրենք) չափման հիման վրա.

- էլեկտրագրավիմետրիա– մեթոդ, որոշված ​​բաղադրիչի զանգվածի չափման հիման վրա, որը թողարկվում է էլեկտրոդում, երբ էլեկտրական հոսանքն անցնում է էլեկտրոլիտային լուծույթով (Ֆարադեյի օրենք).

1.2 Մեթոդներ, որոնք հիմնված են լուծույթում չնչին հոսանքների հոսքով զույգ էլեկտրոդների միջև պոտենցիալ տարբերության չափման վրա.

-- պոտենցիոմետրիա– մեթոդ, ցուցիչի էլեկտրոդի և հղման էլեկտրոդի միջև պոտենցիալ տարբերության չափման հիման վրա.

2. Էլեկտրոդային ռեակցիայի ընթացքի հետ չկապված մեթոդներ.

-- հաղորդունակություն– մեթոդ, հիմնված լուծույթի հատուկ էլեկտրական հաղորդունակության չափման վրա, որը կախված է նրանում լուծված բաղադրիչների բնույթից և կոնցենտրացիայից։

Քիմիական անալիզի առարկայի նյութի նմուշում անալիտի կոնցենտրացիան, ինչպես քիմիական անալիզի ցանկացած այլ ֆիզիկական մեթոդ, հայտնաբերվում է տրամաչափման գրաֆիկից:

Ուշադրություն.Նյութերի էլեկտրական հատկությունների չափման միջոցները օգտագործվում են նաև քանակական քիմիական անալիզի քիմիական մեթոդներում, ինչպիսին է տիտրաչափությունը՝ քիմիական ռեակցիայի ժամանակ տիտրողի համարժեք ծավալը ամրագրելու համար։ Սա համարժեքության կետի ամրագրման այսպես կոչված գործիքային (ոչ ցուցիչ) մեթոդն է։ Նյութերի էլեկտրական հատկությունների չափման միջոցների միջոցով չափվում է որոշվող բաղադրիչի համապատասխան էլեկտրական հատկությունը, որը փոխվում է տիտրիչի յուրաքանչյուր մասի ավելացման հետ: Համարժեքության կետում չափված հատկության ինտենսիվությունը կտրուկ փոխվում է, և այս պահը կարելի է ամրագրել՝ կառուցելով և գրաֆիկորեն մշակելով կոորդինատներում գծագրված տիտրման կորը: Էլեկտրական գույքի չափված արժեքը՝ տիտրանի ավելացված ծավալը»... Որոշված ​​բաղադրիչի կոնցենտրացիան հայտնաբերվում է համարժեքների օրենքից: Սա ընդլայնում է տիտրաչափական մեթոդների հնարավորությունները գունավոր, ամպամած լուծույթների, ագրեսիվ միջավայրերի և այլնի վերլուծության մեջ, որտեղ անհնար է գունավոր ցուցիչների օգտագործումը համարժեք կետի ամրագրման համար: Տիտրման մեթոդներն այս դեպքում կոչվում են հետևյալ կերպ. Ըստ ստանդարտի հետ համեմատության մեթոդի՝ այս մեթոդները պատկանում են քանակական քիմիական անալիզի քիմիական մեթոդներին։

Քիմիական անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդների բնորոշ առավելություններն են որոշման ցածր սահմանը, արագ անալիզը, չափումների միջոցով չափումներ կատարելու հեշտությունը, ավտոմատացման հնարավորությունը և քիմիական անալիզի շարունակականությունը: Այնուամենայնիվ, էլեկտրաքիմիական բջիջներում տեղի ունեցող գործընթացները բավականին դժվար է հասկանալ և մեկնաբանել ստացված արդյունքները դրանց անորոշության պատճառով, հետևաբար, այս մեթոդներով նյութի նմուշի որակական վերլուծություն իրականացնելը գործնականում անհնար է, ինչը սահմանափակում է դրա հնարավորությունները: Նյութերի քիմիական վերլուծության էլեկտրաքիմիական մեթոդներ.

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդների թերությունը քանակական վերլուծության քիմիական մեթոդների համեմատ նրանց համեմատաբար ցածր ճշգրտությունն է (վերլուծության սխալ ~ 10%), սակայն որոշ մեթոդներ (կուլոմետրիա, էլեկտրագրավիմետրիա) բարձր ճշգրիտ են (վերլուծության սխալ՝ 0,01%)։

Նորություն կայքում

>

Ամենահայտնի

Բանջարեղեն. Հատապտուղներ. Հացահատիկային. Ծառեր և թփեր. Գյուղատնտեսություն. Ծաղիկներ. Լանդշաֆտ.

© 2021.

ՀԱՅԱՍՏԱՆԻ ԲԱԺԻՆՆԵՐ