Դեղին չալմա. «Դեղին խմբերի» ապստամբություն. Հան կայսրության ռազմական հզորության թուլացում

Անալիզի էլեկտրաքիմիական մեթոդները հիմնված են էլեկտրոդի մակերեսին կամ մոտ էլեկտրոդային տարածության վրա տեղի ունեցող գործընթացների ուսումնասիրության և օգտագործման վրա: Ցանկացած էլեկտրական պարամետր (պոտենցիալ, ընթացիկ ուժ, դիմադրություն և այլն), որը ֆունկցիոնալորեն կապված է վերլուծված լուծույթի կոնցենտրացիայի հետ և ենթակա է ճիշտ չափումների, կարող է ծառայել որպես վերլուծական ազդանշան:

Տարբերակել ուղղակի և անուղղակի էլեկտրաքիմիական մեթոդները: Ուղղակի մեթոդները օգտագործում են ընթացիկ ուժի (պոտենցիալ և այլն) կախվածությունը անալիտի կոնցենտրացիայից: Անուղղակի մեթոդներում կենտրոնացումը գտնելու համար չափվում է ընթացիկ ուժը (ներուժը և այլն):

Պոտենցիոմետրիան, դիրիժորաչափությունը և վոլտամետրիան կիրառություն են գտել սննդի անալիզի մեջ։

Պոտենցիոմետրիկ վերլուծության մեթոդ

Պոտենցիոմետրիկ մեթոդը հիմնված է շրջելի գալվանական բջիջների էլեկտրաշարժիչ ուժերի չափման վրա և օգտագործվում է լուծույթում իոնների կոնցենտրացիան որոշելու համար։ Այս մեթոդը ակտիվորեն օգտագործում է Nernst հավասարումը.

E = E ° + R * T / (n * F) ln (ա օքսիդ / վերականգնում)

Որտեղ E °-ը ռեդոքս համակարգի ստանդարտ ներուժն է. R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է. T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է. F-ը Ֆարադեյի հաստատունն է; n-ը էլեկտրոդների ռեակցիային մասնակցող էլեկտրոնների թիվն է. իսկ օքսիդը, և հանգիստը, համապատասխանաբար, ռեդոքսային համակարգի օքսիդացված և կրճատված ձևերի գործունեությունն են:

Պոտենցիոմետրիկ մեթոդի հիմնական առավելություններն են դրա բարձր ճշգրտությունը, բարձր զգայունությունը և ավելի նոսր լուծույթներում տիտրումներ կատարելու ունակությունը, քան թույլ են տալիս տեսողական ցուցիչի մեթոդները: Հարկ է նաև նշել, որ այս մեթոդը կարող է օգտագործվել մեկ լուծույթում մի քանի նյութեր որոշելու համար՝ առանց նախնական տարանջատման և տիտրման պղտոր և գունավոր միջավայրերում:

Այս մեթոդը հնարավորություն է տալիս վերլուծել սննդամթերքը հետևյալի համար.

· Մսամթերքում նիտրիտների և նիտրատների առկայությունը;

· Կաթնամթերքի, գարեջրի, գարու և հացահատիկային այլ մշակաբույսերի թթվայնության որոշում;

· Օշարակների pH-ի չափում;

· Կաթում կալիումի որոշում;

· Երշիկեղենի մեջ օսլայի որոշում.

Անալիզի կոնդուկտոմետրիկ մեթոդ

Հաղորդավարական մեթոդը հիմնված է լուծույթների էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխության վրա՝ կախված առկա լիցքավորված մասնիկների կոնցենտրացիայից:

Նման վերլուծության օբյեկտները էլեկտրոլիտային լուծույթներն են:

Հաղորդավարության հիմնական առավելությունները.

բարձր զգայունություն (հայտնաբերելի կոնցենտրացիաների ստորին սահմանը ~ 10 -4 -10 -5 Մ), բավականաչափ բարձր ճշգրտություն (որոշման հարաբերական սխալ 0,1-2%), տեխնիկայի պարզություն, սարքավորումների առկայություն, գունավոր և պղտոր լուծույթների ուսումնասիրման ունակություն և Տես նաև ավտոմատացման վերլուծություն:

Անալիզի հաղորդիչ մեթոդը հնարավորություն է տալիս որոշել.

Սուլֆատներ լուծույթում,

· Մրգային և հատապտուղների հումքի կիտրոնաթթվի որոշում;

· Շաքարավազի և մելասի մեջ մոխիր:

Անալիզի ամպերաչափական մեթոդ (վոլտամետրիա)

Վոլտամետրիան մեթոդների խումբ է, որը հիմնված է էլեկտրաքիմիական օքսիդացման կամ անալիտի նվազեցման գործընթացների վրա, որոնք տեղի են ունենում միկրոէլեկտրոդի վրա և առաջացնում են ցրված հոսանք: Մեթոդները հիմնված են վոլտ-ամպերի կորերի ուսումնասիրության վրա, որոնք արտացոլում են հոսանքի կախվածությունը կիրառվող լարումից: Վոլտամմոգրամները թույլ են տալիս միաժամանակ տեղեկատվություն ստանալ վերլուծված լուծույթի որակական և քանակական կազմի, ինչպես նաև էլեկտրոդի գործընթացի բնույթի մասին:

Ընթացիկ լարման վերլուծություն իրականացնելու համար արտաքին աղբյուրից լարումը կիրառվում է էլեկտրոդային համակարգի վրա: Լարումը փոփոխելով՝ ուսումնասիրվում է դիֆուզիոն հոսանքի ուժգնության կախվածությունը կիրառվող պոտենցիալ տարբերությունից, որը նկարագրված է վոլամպերոգրամով։

Գրաֆիկը ալիքային է և բաղկացած է 3 հատվածից։ Բաժին I - վերլուծական ազդանշանի գրանցման սկզբից մինչև էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի սկիզբը հոսանք է անցնում բջիջով: Բաժին II - էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի պատճառով հոսանքի կտրուկ աճ: Բաժին III - դիֆուզիոն հոսանքը, հասնելով սահմանափակող արժեքին, մնում է գործնականում հաստատուն, էլեկտրաքիմիական ռեակցիան ավարտված է:

Օգտագործելով այս մեթոդը, դուք կարող եք իրականացնել սննդամթերքի հետևյալ վերլուծությունները, որոնք կորոշեն.

· Ամիլոզա օսլայի մեջ;

· Ծանր մետաղներ կաթնամթերքի մեջ;

· Ասկորբինաթթու ըմպելիքների և հյութերի մեջ:

Կայքի որոնում.

2. ԷԼԵԿՏՐՈՔԻՄԻԱԿԱՆ ԱՆԼԻԶԻ ՄԵԹՈԴՆԵՐ

Վերլուծության և հետազոտության էլեկտրաքիմիական մեթոդները հիմնված են էլեկտրոդի մակերեսին կամ մոտ էլեկտրոդային տարածության վրա տեղի ունեցող գործընթացների ուսումնասիրության և օգտագործման վրա: Ցանկացած էլեկտրական պարամետր (պոտենցիալ, ընթացիկ ուժ, դիմադրություն և այլն), որը ֆունկցիոնալորեն կապված է վերլուծված լուծույթի կոնցենտրացիայի հետ և ենթակա է ճիշտ չափումների, կարող է ծառայել որպես վերլուծական ազդանշան:

Տարբերել ուղղակի և անուղղակի էլեկտրաքիմիական մեթոդներ.Ուղղակի մեթոդները օգտագործում են ընթացիկ ուժի (պոտենցիալ և այլն) կախվածությունը անալիտի կոնցենտրացիայից: Անուղղակի մեթոդներում ընթացիկ ուժը (ներուժը և այլն) չափվում է, որպեսզի գտնվի համապատասխան տիտրով անալիտի տիտրման վերջնակետը, 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։

2.1. Պոտենցիոմետրիկ վերլուծության մեթոդ

2.1.1. Հիմնական օրենքներ և բանաձևեր

Պոտենցիոմետրիկ մեթոդները հիմնված են ցուցիչ էլեկտրոդի և հղման էլեկտրոդի միջև պոտենցիալ տարբերության չափման վրա, կամ, ավելի ճիշտ, էլեկտրաշարժիչ ուժեր(EMF) տարբեր սխեմաների, քանի որ փորձնականորեն չափվող պոտենցիալ տարբերությունը հենց EMF-ն է:

Ցուցանիշի էլեկտրոդի հավասարակշռության ներուժըկապված էլեկտրոդների գործընթացում ներգրավված նյութերի ակտիվության և կոնցենտրացիայի հետ, Ներնստի հավասարումը:

E = E ° + R T / (n F) ln (և օքսիդ/և ապստամբություն)

E = E ° + R T / (n F) ln ([ օքսիդ] օքսիդ / ( [ ապստամբություն] հանգիստ)),

Ռ - ունիվերսալ գազի հաստատուն հավասար է 8,31 Ջ / (մոլ. Կ); T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է.Ֆ - Ֆարադայի հաստատուն (96500 C / մոլ); n - էլեկտրոնների թիվը, որոնք մասնակցում են էլեկտրոդների ռեակցիային. և օքսիդ, և ապստամբություն- ռեդոքս համակարգի համապատասխանաբար օքսիդացված և կրճատված ձևերի ակտիվությունը.[ օքսիդ] և[ ապստամբություն] - դրանց մոլային կոնցենտրացիաները. ү օքսիդ, ү հանգիստ՝ ակտիվության գործակիցներ; E °-ն ռեդոքս համակարգի ստանդարտ ներուժն է:

Փոխարինող Տ= 298.15 Կ և հավասարման մեջ հաստատունների թվային արժեքները ստանում ենք.

E = E ° + (0,059 /ժդ) lg (և օքսիդ/և ապստամբություն)

E = E ° + (0,059 /ժդ) lg ([ օքսիդ] օքսիդ / ([ ապստամբություն] հանգիստ))

Ուղղակի պոտենցիոմետրիայի մեթոդներհիմնված են Nernst հավասարման կիրառման վրա՝ գտնելու էլեկտրոդի ռեակցիայի մասնակցի ակտիվությունը կամ կոնցենտրացիան շղթայի փորձարարական չափված EMF-ից կամ էլեկտրոդի ներուժից: Ուղղակի պոտենցիոմետրիկ մեթոդներից առավել տարածվածը pH-ի որոշման մեթոդն է, սակայն վերջին շրջանում հուսալիորեն աշխատող իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդների ստեղծումը զգալիորեն ընդլայնել է ուղղակի մեթոդների գործնական հնարավորությունները: pH-ը չափվում է նաև պոտենցիոմետրիկ տիտրմամբ:

pH-ի որոշման համար առավել հաճախ օգտագործվում է ապակե էլեկտրոդ: Ապակե էլեկտրոդի հիմնական առավելություններն են շահագործման հեշտությունը, հավասարակշռության արագ հաստատումը և ռեդոքս համակարգերում pH-ի որոշման ունակությունը: Թերությունները ներառում են էլեկտրոդի նյութի փխրունությունը և աշխատանքի բարդությունը խիստ ալկալային և ուժեղ թթվային լուծույթներին անցնելիս:

Բացի ջրածնի իոնների կոնցենտրացիայից, մի քանի տասնյակ տարբեր իոնների պարունակությունը կարող է որոշվել ուղղակի պոտենցիոմետրիկ մեթոդով՝ իոն-սելեկտիվ էլեկտրոդներով։

Պոտենցիոմետրիկ տիտրացիապոտենցիոմետրիկ չափումների արդյունքներից համարժեքության կետի որոշման հիման վրա: Ցուցանիշի էլեկտրոդի ներուժի կտրուկ փոփոխություն (ցատկ) տեղի է ունենում համարժեքության կետի մոտ: Ճիշտ այնպես, ինչպես մյուսներում տիտրաչափականմեթոդները, պոտենցիոմետրիկ տիտրման ռեակցիաները պետք է խստորեն շարունակվեն ստոյխիոմետրիկորեն, բարձր արագություն ունեցեք և գնացեք մինչև վերջ։

Պոտենցիոմետրիկ տիտրման համար վերլուծված լուծույթում և հղման էլեկտրոդում ցուցիչի էլեկտրոդից հավաքվում է շղթա: Որպես տեղեկատու էլեկտրոդներ առավել հաճախ օգտագործվում են կալոմելի կամ արծաթի քլորիդ էլեկտրոդները:

Պոտենցիոմետրիկ տիտրման համար օգտագործվող ցուցիչ էլեկտրոդի տեսակը կախված է հատկություններից տիտրաչափականխառնուրդը և դրա փոխազդեցությունը էլեկտրոդի հետ: Թթու-բազային տիտրման ժամանակ օգտագործվում է ապակե էլեկտրոդ, ռեդոքս տիտրման ժամանակ՝ իներտ (պլատինե) էլեկտրոդ կամ շրջելի էլեկտրոդ՝ պարունակվող իոններից մեկի նկատմամբ։ տիտրաչափականխառնուրդներ; տեղումների ժամանակ - արծաթե էլեկտրոդ; v կոմպլեքսաչափական- մետաղական էլեկտրոդ, շրջելի դեպի տիտրված մետաղական իոն:

Համարժեքության կետը գտնելու համար դիֆերենցիալ կորը հաճախ գծագրվում է կոորդինատներով ԴԵ/ Դ V - Վ ... Համարժեքության կետը նշվում է ստացված կորի առավելագույնով, և այս առավելագույնին համապատասխանող աբսցիսային ընթերցումը տալիս է տիտրման ծավալը, ծախսածհամարժեքության աստիճանի տիտրման համար։ Դիֆերենցիալ կորից առաջ համարժեքության կետի որոշումը շատ ավելի ճշգրիտ է, քան պարզ կախվածությունը Ե - Վ.

Պոտենցիոմետրիկ տիտրման մեթոդի հիմնական առավելություններն են բարձր ճշգրտությունը և նոսր լուծույթներում, պղտոր և գունավոր միջավայրերում որոշումներ կատարելու, ինչպես նաև առանց նախնական տարանջատման մի լուծույթում մի քանի նյութեր որոշելու ունակությունը: Ոչ ջրային լուծիչներ օգտագործելիս պոտենցիոմետրիկ տիտրման գործնական կիրառման տարածքը զգալիորեն ընդլայնվում է: Դրանք հնարավորություն են տալիս վերլուծել բազմաբաղադրիչ համակարգերը, որոնք չեն կարող որոշվել ջրային լուծույթում, վերլուծել ջրի մեջ չլուծվող կամ քայքայվող նյութերը և այլն: Պոտենցիոմետրիկ տիտրումը կարող է հեշտությամբ ավտոմատացվել: Արդյունաբերությունն արտադրում է մի քանի տեսակի ավտոմատ տիտրիչներ՝ օգտագործելով պոտենցիոմետրիկ սենսորներ:

Պոտենցիոմետրիկ տիտրման թերությունները ներառում են ոչ միշտ է պոտենցիալի արագ հաստատումը տիտրող նյութի ավելացումից հետո և շատ դեպքերում տիտրման ընթացքում մեծ քանակությամբ ընթերցումներ կատարելու անհրաժեշտությունը:

Պոտենցիոմետրիկ վերլուծության մեջ հիմնական չափիչ գործիքները տարբեր տեսակի պոտենցիոմետրերն են: Դրանք նախատեսված են էլեկտրոդային համակարգի EMF-ն չափելու համար: Քանի որ emf-ը կախված է լուծույթում համապատասխան իոնների ակտիվությունից, շատ պոտենցիոմետրեր նաև հնարավորություն են տալիս ուղղակիորեն չափել pX արժեքը՝ X իոնային ակտիվության բացասական լոգարիթմը: իոնոմերներ... Եթե ​​պոտենցիոմետրը և էլեկտրոդային համակարգը նախատեսված են միայն ջրածնի իոնների ակտիվությունը չափելու համար, սարքը կոչվում է pH մետր:

Ա.Ա. Վիխարև, Ս.Ա. Զույկովա, Ն.Ա. Չեմերիս, Ն.Գ. Դոմինա