Metodele de analiză electrochimică se bazează pe proces. Metode de cercetare electrochimică. Analiza apelor uzate

Metodele electrochimice de analiză se bazează pe studiul și utilizarea proceselor care au loc pe suprafața electrodului sau în spațiul apropiat de electrod. Orice parametru electric (potențial, puterea curentului, rezistența etc.) care are legătură funcțional cu concentrația soluției analizate și poate fi măsurat corect poate servi drept semnal analitic.

Există metode electrochimice directe și indirecte. În metodele directe se utilizează dependența puterii curentului (potențial etc.) de concentrația analitului. În metodele indirecte se măsoară puterea curentului (potenţialul etc.) pentru a găsi concentraţia.

Potențiometria, conductometria și voltametria și-au găsit aplicații în analiza alimentelor.

Metoda potențiometrică de analiză

Metoda potențiometrică se bazează pe măsurarea forțelor electromotoare ale celulelor galvanice reversibile și este utilizată pentru determinarea concentrației de ioni într-o soluție. Această metodă utilizează în mod activ ecuația Nernst:

E \u003d E ° + R * T / (n * F) ln (un oxid / o restaurare)

Unde E° este potențialul standard al sistemului redox; R este constanta universală a gazului; T este temperatura absolută; F este constanta lui Faraday; n este numărul de electroni care participă la reacția electrodului; iar oxidul și reducerea sunt activitățile formelor oxidate și, respectiv, reduse ale sistemului redox.

Principalele avantaje ale metodei potențiometrice sunt precizia sa ridicată, sensibilitatea ridicată și capacitatea de a efectua titrări în soluții mai diluate decât permit metodele cu indicatori vizuali. De asemenea, trebuie remarcat faptul că această metodă poate fi utilizată pentru a determina mai multe substanțe într-o singură soluție fără separare și titrare preliminară în medii tulburi și colorate.

Această metodă face posibilă analiza produselor alimentare pentru:

prezența nitriților și nitraților în produsele din carne;

· determinarea aciditatii produselor lactate, berii, orzului si altor culturi de cereale;

măsurarea pH-ului siropurilor;

determinarea potasiului în lapte;

Determinarea amidonului în cârnați.

Metoda conductometrică de analiză

Metoda conductometrică se bazează pe modificarea conductivității electrice a soluțiilor în funcție de concentrația particulelor încărcate prezente.

Obiectele unei astfel de analize sunt soluțiile de electroliți.

Principalele avantaje ale conductometriei:

sensibilitate ridicată (limita inferioară a concentrațiilor determinate ~ 10 -4 -10 -5 M), precizie destul de mare (eroare relativă de determinare 0,1-2%), simplitatea metodelor, disponibilitatea echipamentelor, capacitatea de a studia soluții colorate și tulburi, precum și automatizarea analizelor.

Metoda conductometrică de analiză face posibilă determinarea:

sulfați în soluție

determinarea acidului citric în materiile prime din fructe și fructe de pădure;

cenusa in zahar si melasa.

Metoda amperometrică de analiză (Voltametrie)

Voltametria este un grup de metode bazate pe procesele de oxidare sau reducere electrochimică a analitului care au loc pe microelectrod și care determină apariția unui curent difuz. Metodele se bazează pe studiul curbelor curent-tensiune, care reflectă dependența puterii curentului de tensiunea aplicată. Voltamperogramele fac posibilă obținerea simultană a informațiilor despre compoziția calitativă și cantitativă a soluției analizate, precum și despre natura procesului electrodului.

Pentru a efectua analiza curent-tensiune, sistemului de electrozi este aplicată o tensiune de la o sursă externă. Prin modificarea tensiunii, se studiază dependența puterii curentului de difuzie de diferența de potențial aplicată, care este descrisă printr-o voltamogramă.

Graficul are o formă de undă și este format din 3 secțiuni. Secțiunea I - de la începutul înregistrării semnalului analitic până la începutul reacției electrochimice, un curent trece prin celulă. Secțiunea II - o creștere bruscă a curentului datorită unei reacții electrochimice. Secțiunea III - curentul de difuzie, atingând valoarea limită, rămâne practic constant, reacția electrochimică este finalizată.

Cu această metodă, pot fi efectuate următoarele analize alimentare, care vor determina:

amiloza din amidon

metale grele din produsele lactate;

acid ascorbic în băuturi și sucuri.

Lucru de curs

«METODE ELECTROCHIMICE

CERCETARE"

Introducere

1. Bazele teoretice ale metodelor de cercetare electrochimică

1.1 Istoricul metodei

1.2 Descrierea metodelor de cercetare electrochimică

1.3 Potențiometrie

1.4 Conductometrie

1.5 Coulometrie

1.6 Voltametrie

1.7 Electrogravimetrie

2. Partea experimentală a metodelor de cercetare electrochimică

2.1 Determinarea concentrației de acizi prin titrare conductometrică

2.2 Titrare potențiometrică

2.3 Electroliza

2.4 Determinarea potenţialelor electrodului

2.5 Determinarea EMF a unei celule galvanice

Concluzie

Bibliografie

Introducere

În lumea modernă, influența progresului științific și tehnologic asupra tuturor sferelor vieții noastre este din ce în ce mai observată. În acest sens, este nevoie de metode de analiză mai precise și mai rapide. Metodele de cercetare electrochimică (ECMI) îndeplinesc cel mai bine aceste cerințe. Sunt principalele metode fizico-chimice de studiere a substanțelor.

ECMI se bazează pe procesele care au loc pe electrozi sau pe spațiul interelectrod. Sunt una dintre cele mai vechi metode de cercetare fizică și chimică (unele au fost descrise la sfârșitul secolului al XIX-lea). Avantajul lor este precizia ridicată și simplitatea comparativă. Precizia ridicată este determinată de legile foarte precise utilizate în EMHI, de exemplu, legea lui Faraday. O mare comoditate este că ECMI folosește efecte electrice, iar rezultatul acestui efect (răspuns) se obține și sub forma unui semnal electric. Acest lucru oferă viteză mare și precizie de numărare, deschide posibilități largi de automatizare. ECMI se disting printr-o bună sensibilitate și selectivitate, în unele cazuri pot fi atribuite microanalizei, deoarece uneori mai puțin de 1 ml de soluție este suficient pentru analiză.

Echipamentele concepute pentru analiză electrochimică sunt relativ ieftine, ușor disponibile și ușor de utilizat. Prin urmare, aceste metode sunt utilizate pe scară largă nu numai în laboratoarele specializate, ci și în multe industrii.

Scopul lucrării: studiul metodelor electrochimice pentru studierea compoziției unei substanțe.

Pentru a atinge acest obiectiv, a fost necesar să se rezolve următoarele sarcini:

ia în considerare metodele de cercetare electrochimică, clasificarea și esența acestora;

pentru a studia titrarea potențiometrică și conductometrică, determinarea potențialelor electrodului și a forței electromotoare (EMF) a unei celule galvanice, precum și a procesului de electroliză în practică.

Obiectul de studiu: aplicarea metodelor electrochimice în analiza proprietăților și compoziției materiei.

Subiect de studiu: mecanisme ale proceselor electrochimice, potențiometrie, conductometrie, coulometrie, voltametrie, electrogravimetrie.

titrare electrochimică galvanică

1.Fundamentele teoretice ale metodelor de cercetare electrochimică

1 Istoricul originii metodei

Studiile electrochimice sistematice au devenit posibile numai după crearea unei surse permanente suficient de puternice de curent electric. O astfel de sursă a apărut la începutul secolelor XVIII-XIX. ca urmare a muncii lui L. Galvani si A. Volta. În timp ce studia funcțiile fiziologice ale unei broaște, Galvani a creat accidental un circuit electrochimic format din două metale diferite și mușchiul piciorului unei broaște pregătit. Când piciorul, fixat cu un suport de cupru, a fost atins cu un fir de fier, legat și el de suport, mușchiul s-a contractat. Contracții similare au avut loc sub acțiunea unei descărcări electrice. Galvani a explicat acest fenomen prin existența „electricității animale”. O interpretare diferită a acestor experimente a fost dată de Volta, care a considerat că electricitatea ia naștere în punctul de contact a două metale, iar contracția mușchiului broaștei este rezultatul trecerii unui curent electric prin acesta. Un curent a apărut și când un material spongios (pânză sau hârtie) impregnat cu apă sărată a fost plasat între două discuri metalice, de exemplu, zinc și cupru, iar circuitul a fost închis. Conectând în mod constant 15-20 de astfel de „elemente”, Volta în 1800 a creat prima sursă chimică de curent - „coloana de volți”.

Influența electricității asupra sistemelor chimice a interesat imediat mulți oameni de știință. Deja în 1800, W. Nicholson și A. Carlyle au raportat că apa se descompune în hidrogen și oxigen atunci când un curent electric este trecut prin ea folosind fire de platină și aur conectate la o „coloană voltaică”. Cele mai importante dintre studiile electrochimice timpurii au fost lucrarea chimistului englez H. Davy. În 1807, a izolat elementul potasiu prin trecerea unui curent prin hidroxid de potasiu solid ușor umezit. O baterie de 100 de celule galvanice a servit drept sursă de tensiune. Sodiul metalic a fost obținut într-un mod similar. Mai târziu, Davy, folosind un electrod de mercur, a izolat magneziu, calciu, stronțiu și bariu prin electroliză.

Asistentul lui Davy M. Faraday a investigat relația dintre cantitatea de electricitate (produsul puterii curentului și timpului) care curge printr-o interfață electrod/soluție și modificările chimice pe care le-a provocat. Un instrument (cunoscut acum ca un coulometru de gaz) a fost creat pentru a măsura cantitatea de electricitate din volumul de hidrogen și oxigen eliberat în celula electrolitică și s-a arătat (1833) că cantitatea de electricitate necesară pentru a obține o anumită cantitate de substanța nu depinde de dimensiunea electrozilor, de distanța dintre aceștia și de numărul de plăci din bateria care alimentează celula. În plus, Faraday a descoperit că cantitatea de substanță eliberată în timpul electrolizei este direct proporțională cu echivalentul său chimic și cu cantitatea de electricitate care a trecut prin electrolit. Aceste două prevederi fundamentale se numesc legile lui Faraday. Împreună cu prietenul său W. Whewell, specialist în filologie clasică, Faraday a dezvoltat și o nouă terminologie în electrochimie. El a numit conductorii scufundați în electrozi de soluție (anterior se numeau poli); a introdus conceptele de „electroliză” (modificări chimice asociate cu trecerea curentului), „electrolit” (lichid conductor în celulele electrochimice), „anod” (electrod pe care are loc reacția de oxidare) și „catod” (electrod pe care are loc reacția de reducere). El a numit purtători de sarcină în lichide ioni (din greacă „rătăcitor”, „rătăcitor”), iar ionii care se deplasează spre anod (electrodul pozitiv) au fost numiți „anioni”, iar spre catod - „cationi”. Cercetările lui Faraday privind inducția electromagnetică au dus la crearea unor generatoare electrice, care au făcut posibilă realizarea unor procese electrochimice la scară industrială.

Faraday a explicat capacitatea soluțiilor de a trece curentul electric prin prezența ionilor în ele, cu toate acestea, el însuși și alți oameni de știință, precum I. Gittorf și F. Kohlrausch, credeau că ionii apar sub influența curentului. În 1884, S. Arrhenius a sugerat că, de fapt, ionii se formează pur și simplu prin dizolvarea sării în apă. Lucrările lui S. Arrhenius, J. van't Hoff și W. Ostwald au reprezentat o piatră de hotar importantă în dezvoltarea teoriei electroliților și a ideilor despre proprietățile fizico-chimice ale soluțiilor și termodinamica acestora. Acordul dintre teorie și datele experimentale privind conductivitatea ionică și echilibrul în soluție a devenit mai completă după ce P. Debye și E. Hückel au luat în considerare interacțiunile electrostatice de lungă durată dintre ioni în 1923.

Prima încercare de a afla cauzele diferenței de potențial dintre soluție și metal a fost făcută în 1879 de către G. Helmholtz, care a arătat că această diferență de potențial este cauzată de un dublu strat electric, a cărui latură pozitivă se află pe metal. , partea negativă este în lichid. Astfel, G. Helmholtz a considerat stratul dublu drept un condensator plat. Acest model al stratului dublu a rămas mult timp în afara vederii electrochimiștilor. Microlumea de la granița metal-soluție, unde au loc procesele electrochimice, încă „așteaptă” timpul său.

Fizicianul francez J. Gouy în 1910 și electrochimistul englez D. Chapman în 1913 au arătat că ionii electroliți nu sunt localizați în același plan (cum și-a imaginat G. Helmholtz), ci formează o anumită regiune „difuză” (pe măsură ce se îndepărtează de metalul de suprafață, concentrația de ioni se modifică treptat). Teoria structurii stratului dublu Gouy-Chapman a fost dezvoltată în continuare de omul de știință german O. Stern. În 1924, el a propus luarea în considerare a mărimii ionilor și a efectului de adsorbție a ionilor și a moleculelor de solvent dipol atunci când descrie structura stratului dublu electric. Studiul capacității diferențiale a stratului dublu folosind noi metode de cercetare a permis savantului sovietic, academicianul A.N. Frumkin în 1934-1935. iar omul de știință american D. Graham în 1941 pentru a stabili limitele de aplicabilitate ale teoriei Gouy-Chapman-Stern. UN. Frumkin a sugerat că discrepanța dintre teorie și datele experimentale se datorează naturii discrete a distribuției sarcinii în stratul dublu. Această idee, exprimată pentru prima dată în 1935, a fost dezvoltată în continuare în anii 1940 și 1950.

O contribuție serioasă la termodinamica electrochimică și în special la elucidarea naturii potențialului electric (tensiunii) într-o celulă electrochimică și a echilibrului dintre energia electrică, chimică și termică a fost făcută de J. Gibbs și W. Nernst. Yu. Tafel (1905), J. Butler (1924), M. Volmer (1930), A.N. Frumkin (1930-1933).

2 Descrierea metodelor de cercetare electrochimică

O celulă electrochimică, care este un vas cu o soluție de electrolit, în care sunt scufundați cel puțin doi electrozi, servește ca instrument pentru ECM. În funcție de problema care se rezolvă, de forma și materialul vasului, de numărul și natura electrozilor, de soluție, de condițiile de analiză (tensiune aplicată (curent) și semnal analitic înregistrat, temperatură, amestecare, purjare cu un gaz inert etc.) poate fi diferit. Substanța de determinat poate fi inclusă atât în ​​compoziția electrolitului de umplere a celulei, cât și în compoziția unuia dintre electrozi. Dacă reacția redox are loc spontan pe electrozii celulei, adică fără aplicarea tensiunii de la o sursă externă, ci numai datorită diferenței de potențial (EMF) a electrozilor săi, atunci o astfel de celulă se numește celulă galvanică. Dacă este necesar, celula poate fi conectată la o sursă externă de tensiune. În acest caz, prin aplicarea unei tensiuni suficiente, este posibilă schimbarea direcției reacției redox și a curentului spre opusul a ceea ce are loc într-o celulă galvanică. Reacția redox care are loc pe electrozi sub acțiunea unei surse externe de tensiune se numește electroliză, iar celula electrochimică, care este consumatoare de energie necesară pentru ca reacția chimică să aibă loc în ea, se numește celulă electrolitică.

ECMI este împărțit în:

) conductometrie - masurarea conductibilitatii electrice a solutiei de testare;

) potențiometrie - măsurarea potențialului de echilibru fără curent al electrodului indicator, pentru care substanța de testat este potențiodeterminantă;

) coulometrie - măsurarea cantității de energie electrică necesară pentru transformarea completă (oxidare sau reducere) a substanței studiate;

) voltametrie - măsurarea caracteristicilor de polarizare staționară sau nestaționară a electrozilor în reacții care implică substanța de testat;

) electrogravimetrie - măsurarea masei unei substanțe eliberate dintr-o soluție în timpul electrolizei.

ECMI poate fi subdivizat în funcție de utilizarea electrolizei. Coulometria, voltametria și electrogravimetria se bazează pe principiile electrolizei; electroliza nu este utilizată în conductometrie și potențiometrie.

ECMI sunt de importanță independentă pentru analiza chimică directă, dar pot fi utilizate ca auxiliare în alte metode de analiză. De exemplu, poate fi folosit în titrimetrie pentru a înregistra sfârșitul titrarii nu cu ajutorul unui indicator chimic de schimbare a culorii, ci prin modificarea potențialului, conductibilității electrice a curentului etc.

Să luăm în considerare mai detaliat procesele care au loc în studiile electrochimice.

Electrodul este un sistem, în cel mai simplu caz, format din două faze, dintre care solidul are conductivitate electronică, iar cealaltă - lichid - conductivitate ionică. Faza solidă cu conductivitate electronică este considerată a fi un conductor de primul fel, iar faza lichidă cu conductivitate ionică este considerată a fi de al doilea fel. Când acești doi conductori intră în contact, se formează un strat dublu electric (DEL). Poate fi rezultatul unui schimb de ioni între faza solidă și faza lichidă sau rezultatul adsorbției specifice de cationi sau anioni pe suprafața fazei solide atunci când aceasta este scufundată în apă sau soluție.

Cu mecanismul ionic de formare a DES, de exemplu, în cazul în care potențialul chimic al atomilor de pe suprafața unui metal (fază solidă) este mai mare decât potențialul chimic al ionilor în soluție, atunci atomii de pe suprafața metalului vor trece în solutie sub forma de cationi: Eu ? Pe mine z+ +ze -. Electronii eliberați în acest caz încarcă negativ suprafața fazei solide și, din acest motiv, atrag ionii încărcați pozitiv ai soluției la suprafață. Ca rezultat, la limita de fază se formează două straturi încărcate opus, care sunt, parcă, plăci ale unui fel de condensator. Pentru tranziția ulterioară a particulelor încărcate de la o fază la alta, acestea trebuie să facă o muncă egală cu diferența de potențial dintre plăcile acestui condensator. Dacă potențialul chimic al atomilor de pe suprafața fazei solide este mai mic decât potențialul chimic al ionilor din soluție, atunci cationii din soluție trec la suprafața fazei solide, încărcându-l pozitiv: Me z+ +ze - ? pe mine. Atât în ​​primul, cât și în cel de-al doilea caz, aceste procese nu decurg la infinit, ci până la stabilirea unui echilibru dinamic, care poate fi reprezentat printr-o tranziție redoxy reversibilă de tip Meze. -? Pe mine z+ sau în cazul general Ox + I0 ? roșu z+ .

Procesele în care are loc întoarcerea sau atașarea electronilor la electrozi se numesc procese cu electrozi.

Nernst a obținut o formulă care raportează diferența dintre potențialele interne ale EDL și activitățile (concentrațiile) particulelor implicate în tranziția reversibilă redoxi:

Unde ?(Me) este potențialul stratului încărcat al fazei solide;

?(soluție) este potențialul stratului de soluție adiacent fazei solide;

??0- potential electrod standard; - constanta universală a gazelor (8,31 J/K mol); - temperatura, K; - numărul Faraday (96 488 C/mol); este numărul de electroni care participă la tranziția redoxi;

a (Ox) și a (Roșu) sunt activitățile formelor oxidată (Ox) și redusă (Roșu) ale substanței în tranziția redoxi, mol/l.

Setați potențialele interne ale fazelor individuale ?(Eu si ?(p - p), din păcate, imposibil experimental. Orice încercare de a conecta soluția cu un fir la dispozitivul de măsurare determină apariția unei noi suprafețe de contact fază metal-soluție, adică apariția unui nou electrod cu propria diferență de potențial care îl afectează pe cel măsurat.

Cu toate acestea, este posibil să se măsoare diferența ?(Pe mine)- ?(p - p) folosind o celulă galvanică. O celulă galvanică este un sistem compus din doi electrozi diferiți, care are capacitatea de a converti în mod spontan energia chimică a reacției redox care are loc în ea în energie electrică. Electrozii care alcătuiesc o celulă galvanică se numesc semicelule. Reacția redox care are loc în celula galvanică este separată spațial. Semireacția de oxidare are loc pe o semicelulă numită anod (electrod încărcat negativ), iar semireacția de reducere are loc pe catod.

Forța electromotoare (EMF) a unei celule galvanice este compusă algebric din diferențele dintre potențialele interne ale electrozilor ei constitutivi. Prin urmare, dacă luăm un electrod cu o valoare cunoscută a diferenței de potențial intern ca o jumătate de element ?(Pe mine)- ?(soluție), atunci valoarea măsurată a EMF poate fi utilizată pentru a calcula diferența de potențial necesară a electrodului studiat.

În acest scop, se obișnuiește să se folosească un electrod de hidrogen standard (normal) (vezi Fig. 1). Se compune dintr-o placă sau sârmă de platină acoperită cu negru de platină (platină fină) scufundată într-o soluție acidă C=1 mol/l, presiunea hidrogenului peste care este de 0,1 MPa (1 atm). Sub influența catalitică a negrului de platină, în electrod are loc o tranziție redox reversibilă. Diferența de potențiale interne pentru un electrod de hidrogen în conformitate cu formula Nernst este:

Figura 1. Schema unui electrod standard de hidrogen

deoarece \u003d 1 mol / l și p (H2 ) = 1 atm, atunci

?(Pe mine)- ?(p - p) = ??0(2H+ /H 2).

Decizia Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC) este considerată convențional a fi valoarea ??0(2H +/H 2) = 0,00 V. Evident, în acest caz, valoarea măsurată a EMF al celulei galvanice, care include un electrod de hidrogen, este egală cu diferența de potențiale interne ale celui de-al doilea electrod. Acest EMF este de obicei numit potențial electrod sau potențial redoxi și este notat cu litera E. Tranziția de la potențialele interne la potențialele redoxi nu schimbă natura formulei Nernst:

Pentru majoritatea electrozilor, valoarea potențialului electrodului la activitățile individuale ale formelor oxidate și reduse (E 0) măsurate și enumerate în cărțile de referință.

În condiții normale și trecerea de la logaritmii naturali la cei zecimali, factorul prelogaritmic devine egal cu 0,0591, iar formula devine

Trebuie amintit că formula Nernst raportează potențialul de echilibru la activitățile (concentrațiile) perechii redoxi, i.e. potenţialul dobândit de un electrod izolat. Prin urmare, pentru circuitele analitice, măsurarea potențialului electrodului trebuie efectuată în condiții cât mai apropiate de echilibru: în absența curentului în circuitul extern al celulei galvanice și după un timp suficient pentru a atinge echilibrul. Cu toate acestea, în condiții reale, curentul poate circula prin electrozi. De exemplu, un curent curge prin electrozii dintr-o celulă galvanică, a cărui funcționare este asociată cu trecerea particulelor încărcate prin interfața „soluție-fază solidă”, iar această mișcare dirijată a particulelor este un curent. Curentul trece prin electrozi în timpul electrolizei, ceea ce înseamnă un set de procese redox care au loc pe electrozi în soluții și topituri de electrozi electroliți sub acțiunea unui curent electric extern. În timpul electrolizei, pot fi efectuate procese opuse celor care au loc într-o celulă galvanică.

Când curentul (i) trece prin electrod, potențialul acestuia se modifică și capătă o anumită valoare Ei, diferită de potențialul electrodului în condiții de echilibru (izolat) Ep. Procesul de mutare a potențialului de la Ep la Еi și diferența Еi-Ep se numește polarizare

E=Ei-Ep. (5)

Nu toți electrozii sunt supuși proceselor de polarizare. Electrozii, al căror potențial nu se modifică atunci când trece curentul prin ei, sunt numiți nepolarizabili, iar electrozii, care se caracterizează prin polarizare, sunt numiți polarizabili.

Electrozii nepolarizabili includ, de exemplu, electrozi de tip II, iar cei polarizabili includ toți electrozii din metal și amalgam.

1.3 Potențiometrie

Potențiometria este o metodă electrochimică pentru studiul și analiza substanțelor, bazată pe dependența potențialului electrodului de echilibru de activitatea concentrațiilor ionului care se determină, descrisă de ecuația Nernst (1).

Dependența potențialelor electrodului de natura proceselor electrodului și a activităților substanțelor implicate în acestea face posibilă utilizarea măsurării EMF (metoda potențiometrică) pentru a găsi coeficienții de activitate ai electroliților, potențialele standard ale electrodului, constantele de echilibru, produșii de solubilitate. , soluții de pH etc. Avantajele metodei potențiometrice sunt acuratețea, obiectivitatea și rapiditatea.

Se știe că

este o caracteristică importantă a soluției și determină posibilitatea și natura multor reacții.

Determinarea potențiometrică a pH-ului se bazează pe utilizarea așa-numiților electrozi indicatori, în care ionii de hidrogen participă la reacția electrodului, iar potențialul depinde de pH. Măsurând EMF-ul elementului care conține electrodul indicator cu soluția de testare, este posibil să se calculeze pH-ul acestei soluții. Electrodul cu un potențial cunoscut ar trebui luat ca al doilea electrod.

element emf

H 2| soluție de testare || KCI, Hg2 Cl 2| hg

Metoda potențiometrică pentru determinarea pH-ului vă permite să găsiți pH-ul mediilor tulburi și colorate. Când se utilizează un electrod de hidrogen ca indicator, este posibil să se determine pH-ul soluțiilor într-un interval larg (de la pH 1 la pH 14). Dezavantajul este necesitatea saturarii prelungite a electrodului cu hidrogen pentru a atinge echilibrul. Nu poate fi utilizat în prezența agenților tensioactivi și a anumitor săruri.

Schema elementului utilizat în acest caz este următoarea:

| hg 2Cl 2, KC l || soluție de testare + chinidronă | Pt,

EMF este

(10)

Metoda potențiometrică pentru determinarea pH-ului unei soluții cu ajutorul unui electrod cu chinidronă este foarte simplă. Este aplicabil pentru soluții cu un pH de la 1 la 8. În medii alcaline, precum și în prezența agenților oxidanți sau reducători, electrodul cu chinidronă este nepotrivit.

Așa-numitul electrod de sticlă este adesea folosit ca electrod indicator. Este o bilă de sticlă cu pereți subțiri, în interiorul căreia este plasat un electrod de referință, precum clorura de argint. Sticla este o soluție de silicat suprarăcită care conține cationi de metale alcaline și anioni de tip. Bila de sticlă se păstrează în prealabil într-o soluție acidă puternică, în care se fac schimb de cationi între sticlă și soluție, iar sticla este saturată cu ioni de hidrogen. La determinarea pH-ului, un electrod de sticlă și un alt electrod de referință sunt coborâte în soluția de testare. Rezultatul este următorul lanț:

Saltul de potenţial?1 la interfaţa dintre sticlă şi soluţia de clorură de potasiu inclusă în electrodul de referinţă este constant datorită constanţei concentraţiei acestei soluţii. Saltul potențial?2 depinde de concentrația soluției de testat și poate fi scris

(11)

Unde ?o și m sunt constante pentru un electrod de sticlă dat. Ținând cont de potențialele salturi de pe suprafața sticlei, obținem

(12)

(13)

Unde . De aici

(14)

Constante pentru un electrod de sticlă dat ?° și m sunt determinate prin gradare preliminară. Pentru aceasta, un electrod de sticlă este plasat în mai multe soluții tampon cu un pH cunoscut și se măsoară EMF-ul circuitului. În plus, conform formulei (14), se găsește pH-ul soluțiilor studiate.

Să trecem la luarea în considerare a coeficientului de activitate al electrolitului. Luați în considerare un lanț de concentrare dublă fără transfer care conține două soluții de electroliți:

Pt, H 2| HCI, AgCI | Ag | AgCI, HCI | H2 , Pt

A1 A2

Unde A1 și A2 - activităţi ionice medii ale soluţiilor de HCl. Poate fi folosit pentru a determina coeficientul de activitate al HCl. FEM a acestui circuit este

(15)

Înlocuirea valorilor numerice ale lui R, F și T = 298 K și trecerea la logaritmi zecimali dă

(16)

Înlocuiți în ecuația rezultată

(17)

unde m 1- molalitate medie; ?1- coeficientul mediu de activitate al electrolitului.

Transferăm în partea stângă a ecuației cantitățile determinate empiric și obținem

(18)

Având în vedere faptul că, în cazul limitativ al unei soluții infinit diluate, aceasta ar trebui să fie aproape de ideal și ?unu ? 1, atunci B este

(19)

Construim un grafic de dependență (sau, ceea ce este mai convenabil, deoarece dă o linie apropiată de o dreaptă) și extrapolăm la. Astfel, determinăm B grafic (Fig. 2).

Figura 2. Determinarea coeficientului de activitate al electrolitului

Coeficientul de activitate este calculat prin ecuație

(20)

4 Conductometrie

Conductometrie- un set de metode electrochimice de analiză bazate pe măsurarea conductivității electrice a electroliților lichizi, care este proporțională cu concentrația acestora.

Măsurătorile conductivității electrice (conductometria) permit rezolvarea unui număr de probleme teoretice și practice. Astfel de măsurători pot fi efectuate rapid și precis. Folosind conductometrie, se poate determina constanta și gradul de disociere a unui electrolit slab, solubilitatea și produsul de solubilitate al substanțelor puțin solubile, produsul ionic al apei și alte cantități fizico-chimice. În producție, măsurătorile conductometrice sunt utilizate pentru a selecta soluții de electroliți cu o conductivitate suficient de mare pentru a elimina costurile neproductive cu energie, pentru a determina rapid și precis conținutul unei substanțe dizolvate, pentru a controla automat calitatea diferitelor lichide etc.

Într-o titrare conductometrică, progresul reacției este monitorizat de modificarea conductibilității electrice după fiecare adăugare a unui reactiv de titrare. Nu necesită utilizarea indicatorilor și poate fi realizat în medii opace. În procesul de titrare conductometrică, ionii substanței titrate sunt înlocuiți cu ionii reactivului adăugat. Punctul de echivalență este determinat de o schimbare bruscă a conductivității electrice a soluției, care se explică prin mobilitatea diferită a acestor ioni.

Pe fig. 3 prezintă curbele de dependență ale conductibilității electrice specifice (x) față de volumul V al reactivului adăugat. Când un acid tare este titrat cu o bază tare sau o bază tare cu un acid tare (curba l), pe curba de titrare se formează un minim, corespunzător înlocuirii ionilor de hidrogen sau hidroxil cu ioni mai puțin mobili ai sării rezultate. Când un acid slab este titrat cu o bază tare sau o bază slabă cu un acid tare (curba 2), panta curbei se modifică la punctul de echivalență, ceea ce se explică printr-o disociere mai semnificativă a sării rezultate în comparație cu disocierea. a substanţei iniţiale. În cazul titrarii unui amestec de acizi tari (a) și slabi (b) cu o bază tare (curba 3), se observă două puncte de echivalență.

Figura 3. Curbele de titrare conductometrice.

Cu ajutorul tabelelor de conductivitati electrice ionice sau prin masuratori ?la diferite concentrații ale soluției și extrapolarea ulterioară la concentrație zero, se poate găsi ?°. Dacă măsurăm conductivitatea electrică a unei soluții de o concentrație dată, atunci conform ecuației

(22)

obținem raportul

(23)

Figura 4. Orientarea moleculelor de solvent polar lângă ionii electroliți

Din ecuații

(24) și , (25)

presupunând că obținem

(26)

(27)

Rămâne de luat în considerare faptul că valoarea ?se datorează numai acestui electrolit și nu include conductivitatea electrică a solventului, adică.

5 Coulometrie

Coulometrie- o metodă de cercetare electrochimică bazată pe măsurarea cantității de electricitate (Q) trecută prin electrolizor în timpul oxidării sau reducerii electrochimice a unei substanțe pe electrodul de lucru. Conform legii unificate a lui Faraday, masa unei substanțe convertite electrochimic (P) în g este legată de Q în C prin relația:

(28)

unde M este masa moleculară sau atomică a substanței, n este numărul de electroni implicați în transformarea electrochimică a unei molecule (atom) a substanței (M/n este echivalentul electrochimic al substanței), F este constanta lui Faraday.

Coulometria este singura metodă de cercetare fizică și chimică care nu necesită mostre standard. Se face o distincție între coulometria directă și titrarea coulometrică. În primul caz, se determină o substanță activă electrochimic, în al doilea caz, indiferent de activitatea electrochimică a analitului, în soluția de testare se introduce un reactiv auxiliar electrochimic activ, al cărui produs al transformării electrochimice interacționează chimic cu analit la o rată mare și cantitativ. Ambele variante de coulometrie pot fi efectuate la un potențial constant E al electrodului de lucru (mod potențiostatic) sau la un curent de electroliză constant I uh (mod galvanostatic). Cel mai frecvent utilizat coulometrie directă la constanta E și titrare coulometrică la constanta I uh . Pentru un studiu coulometric trebuie îndeplinite următoarele condiții: transformarea electrochimică a unei substanțe trebuie să se desfășoare cu o eficiență de curent de 100%, i.e. nu ar trebui să existe procese electrochimice și chimice secundare; avem nevoie de modalități fiabile de a determina cantitatea de electricitate și de a determina momentul finalizării unei reacții electrochimice sau chimice. În coulometria directă se asigură o eficiență a curentului de 100% dacă valoarea lui E este menținută constantă în zona curentului limitator de difuzie I relatii cu publicul pe voltamograma analitului. În acest caz, soluția analizată trebuie să fie lipsită de substanțe străine capabile de transformare electrochimică în aceleași condiții. Cantitatea de energie electrică este de obicei determinată folosind integratoare electronice de curent. Uneori folosesc instrumente mai puțin precise - coulometre de diferite tipuri, precum și metode planometrice și de calcul. În ultimele două cazuri, finalizarea electrolizei este considerată momentul în care I uh scade la valoarea curentului de fundal I f , deci cantitatea de electricitate necesară pentru a finaliza reacția electrodului este egală cu diferența Q despre -Q f , unde Q despre este cantitatea totală de energie electrică, Q f - cantitatea de energie electrică măsurată în aceleași condiții pentru același timp de electroliză t uh , dar în absența analitului. Dacă reacția electrochimică este de ordinul întâi, atunci

(29)

(30)

unde eu t și eu o - curent de electroliză, respectiv, la timpul t şi la ?\u003d 0, - suprafața electrodului, - coeficientul de difuzie al substanței active electrochimic,

?este grosimea stratului de difuzie, este volumul soluției din celulă.

Durata electrolizei nu depinde de concentrația inițială a substanței, dar scade semnificativ odată cu creșterea raportului S/V și cu agitarea intensă a soluției. Putem considera electroliza finalizată atunci când I uh devine egal cu 0,1 I 0sau 0,01 I 0(în funcție de acuratețea necesară a analizei). În metoda planometrică, pentru a stabili Q, se măsoară aria de sub curba I ? - ?, deoarece

(31)

În metoda de calcul, ultima ecuație se rezolvă prin substituirea în ea a expresiei pentru I ?. Să mă găsesc 0și expresia K" pentru I ?luați logaritmi și construiți o linie dreaptă lg I din mai multe (5-7) puncte ?-?, a cărui panta este egală cu K”, iar punctul de intersecție cu axa y corespunde lui lg I 0, adică pentru a determina Q, nu este nevoie să efectuați electroliza până la capăt și să măsurați I 0, a cărui valoare este prost reprodusă.

Instalațiile pentru cercetarea coulometrică constau dintr-un potențiostat sau galvanostat, un potențiometru de înregistrare sau integrator de curent, un electrolizor și un sistem indicator (în cazul utilizării metodelor fizico-chimice pentru stabilirea finalului unei reacții chimice în titrare coulometrică).

Electrolizoarele sunt, de regulă, vase de sticlă, în care camerele catodice și anodice sunt separate printr-o diafragmă (de exemplu, din sticlă poroasă). Ca electrozi de lucru și auxiliari (închiderea circuitului de electroliză) se folosesc metale nobile (Pt, Au), electrozi de al doilea fel și, mai rar, materiale carbonice (grafit, carbon sticlos etc.). Soluția în care este scufundat electrodul de lucru este de obicei agitată cu un agitator magnetic; dacă este necesar, experimentul se desfășoară într-o atmosferă de gaz inert.

Avantajele titrarii coulometrice: nu este nevoie de standardizarea solutiilor de titrant; titrantul se adauga in portii foarte mici (aproape continuu); soluția nu este diluată; este posibil să se genereze titranti inactivi electrochimic, de exemplu, complexul III, precum și agenți oxidanți puternici instabili și agenți reducători, în special, Mn(III), Pb(IV), Cr(II), V(II), Ti (III).

6 Voltametrie

Voltametrie- un set de metode electrochimice de cercetare și analiză bazate pe studierea dependenței puterii curentului dintr-o celulă electrolitică de potențialul unui microelectrod indicator scufundat în soluția analizată, asupra căruia reacționează substanța activă (electroactivă) electrochimic investigată.

Pe lângă indicator, în celulă este plasat un electrod auxiliar cu o sensibilitate mult mai mare, astfel încât la trecerea curentului, potențialul acestuia practic să nu se modifice (electrod nepolarizabil). Diferența de potențial dintre electrozii indicator și auxiliari E este descrisă de ecuație

unde U este tensiunea de polarizare, este rezistența soluției.

Un electrolit (fond) indiferent este introdus în soluția analizată într-o concentrație mare pentru, în primul rând, pentru a reduce valoarea lui R și, în al doilea rând, pentru a elimina curentul de migrare cauzat de acțiunea unui câmp electric asupra substanțelor electroactive (învechit - depolarizante). La concentrații scăzute ale acestor substanțe, căderea de tensiune ohmică IR în soluție este foarte mică. Pentru a compensa pe deplin scăderea de tensiune ohmică, sunt utilizate celule potențiostatice și cu trei electrozi care conțin un electrod de referință suplimentar. In aceste conditii

Ca microelectrozi indicatori, se folosesc cei staționari și rotativi - din metal (mercur, argint, aur, platină), materiale carbonice (de exemplu, grafit), precum și electrozi de picurare (din mercur, amalgam, galiu). Acestea din urmă sunt capilare din care curge metal lichid picătură cu picătură. Voltametria folosind electrozi de picurare, al căror potențial se modifică lent și liniar, se numește polarografie (metoda a fost propusă de J. Geyrovsky în 1922). Electrozii de referință sunt de obicei electrozi de al doilea fel, cum ar fi calomel sau clorură de argint. Curbele de dependență I \u003d f (E) sau I \u003d f (U) (voltamograme) sunt înregistrate cu dispozitive speciale - polarografe de diferite modele.

Figura 5. Voltamograma obţinută cu ajutorul unui electrod cu disc rotativ

Voltamperogramele obținute folosind un electrod rotativ sau picurator cu o schimbare monotonă (măturare liniară) a tensiunii au forma prezentată schematic în Figura 5. Secțiunea creșterii curentului se numește undă. Undele pot fi anodice dacă substanța electroactivă este oxidată, sau catodice dacă este redusă. Când în soluție sunt prezente formele oxidată (Ox) și redusă (Roșu) ale substanței, reacționând destul de rapid (reversibil) pe microelectrod, pe voltamogramă se observă o undă continuă catod-anod, traversând axa absciselor la un potențial. corespunzator oxidant-reductorului. potențialul sistemului Ox/Red într-un mediu dat. Dacă reacția electrochimică la microelectrod este lentă (ireversibilă), voltamograma arată o undă anodică de oxidare a formei reduse a substanței și o undă catodă de reducere a formei oxidate (la un potențial mai negativ). Formarea zonei de limitare a curentului pe voltamogramă este asociată fie cu o rată limitată de transfer de masă a substanței electroactive către suprafața electrodului prin difuzie convectivă (curent de difuzie limită, I d ), sau cu o rată limitată de formare a unei substanțe electroactive din componenta determinată în soluție. Un astfel de curent se numește cinetică limitativă, iar puterea sa este proporțională cu concentrația acestei componente.

Forma de undă pentru o reacție electrochimică reversibilă este descrisă de ecuația:

(33)

unde R este constanta gazului, T este temperatura absolută, este potențialul semiundă, adică potential corespunzator jumatate din inaltimea valului. Valoarea este caracteristică unei anumite substanțe electroactive și este utilizată pentru a o identifica. Când reacțiile electrochimice sunt precedate de adsorbția analitului pe suprafața electrodului, voltamogramele arată nu unde, ci vârfuri, ceea ce se datorează dependenței extreme a adsorbției de potențialul electrodului. Voltamogramele înregistrate în timpul unei modificări liniare (măturare) a potențialului cu un electrod staționar sau pe o picătură a unui electrod care picura, prezintă, de asemenea, vârfuri, a căror ramură descendentă este determinată de epuizarea stratului apropiat de electrod al soluției cu un substanță electroactivă. Înălțimea vârfului este proporțională cu concentrația substanței electroactive. În polarografie, curentul limitator de difuzie (în μA) mediat pe durata de viață a unei picături este descris de ecuația Ilkovich:

(34)

unde n este numărul de electroni implicați în reacția electrochimică, C este concentrația substanței electroactive, D este coeficientul de difuzie al acesteia, durata de viață a unei picături de mercur, m este rata curgerii de mercur.

Se folosește voltametria: pentru analiza cantitativă a substanțelor anorganice și organice într-o gamă foarte largă de conținuturi - de la 10 -10 % până la zeci de %; să studieze cinetica și mecanismul proceselor electrozilor, inclusiv stadiul transferului de electroni, reacțiile chimice precedente și ulterioare, adsorbția produselor inițiale și a produselor reacțiilor electrochimice etc.; să studieze structura stratului dublu electric, echilibrul formării complexelor în soluție, formarea și disocierea compușilor intermetalici în mercur și pe suprafața electrozilor solizi; pentru a selecta condițiile pentru titrarea amperometrică etc.

7 Electrogravimetrie

Electrogravimetria este o metodă de cercetare electrochimică bazată pe determinarea creșterii masei electrodului de lucru ca urmare a eliberării unei componente determinate pe acesta ca urmare a electrolizei. De obicei, analitul este depus ca metal (sau oxid) pe un catod (sau anod) de platină pre-cântărit. Momentul finalizării electrolizei este stabilit folosind o reacție calitativă sensibilă specifică la ionul care se determină. Electrodul de lucru este spălat, uscat și cântărit. Prin diferența dintre masele electrodului înainte și după electroliză, se determină masa metalului sau oxidului precipitat.

Potențialul teoretic de precipitare a metalului la catod poate fi calculat din potențialele standard ale electrodului E 0. De exemplu, când Cu(II) este determinat într-o soluție acidă, reacțiile corespunzătoare au loc pe un catod și un anod de platină:

În condiții de electroliză, potențialul catodului la 25 °C este descris de ecuația Nernst:

(35)

La începutul electrolizei, când suprafața catodului nu este acoperită cu cupru, a (Cu) este o valoare infinitezimală; în prezența unui curent suficient pentru a umple suprafața catodului cu cupru, un (Cu) se apropie de unitate. În practică, pentru ca reacțiile electrochimice să se desfășoare cu o viteză vizibilă, este necesară o tensiune mai mare decât potențialul de eliberare E calculat teoretic. Acest lucru se datorează supratensiunii de oxigen la anodul de platină și căderii tensiunii ohmice în celulă.

Electrogravimetria este o metodă selectivă: dacă concentrațiile inițiale ale componentelor sunt egale, separarea separată pe electrod este posibilă cu o diferență a potențialelor electrodului lor de ordinul a 0,3 V (pentru ionii încărcați unic) sau 0,1 V (pentru ionii încărcați dublu). ).

Electroliza poate fi efectuată la o tensiune constantă între electrozi, la un curent constant sau la un potențial controlat al electrodului de lucru. În cazul electrogravimetriei la o tensiune constantă, potențialul electrodului de lucru se deplasează într-o regiune mai negativă din cauza polarizării. Consecința acestui fapt este o scădere a selectivității datorită apariției unei reacții suplimentare (izolarea altor metale sau a H gazos). 2). Această variantă de electrogravimetrie este potrivită pentru determinarea substanțelor ușor de redus în prezența impurităților care sunt mai greu de redus decât ionii de H. +. La sfârșitul electrolizei, poate fi eliberat H gazos 2. Deși, spre deosebire de coulometrie, nu este necesară o eficiență curentă de 100% a analitului, eliberarea de H 2duce adesea la formarea de precipitate cu proprietăți fizice nesatisfăcătoare. Prin urmare, se recomandă introducerea în soluția analizată a unor substanțe care se reduc mai ușor decât ionii de H. +(hidrazină, hidroxilamină) și împiedicând astfel eliberarea de H2 .

Dacă electroliza este efectuată la o putere constantă a curentului, este necesară creșterea periodică a tensiunii externe aplicate celulei pentru a compensa scăderea curentului cauzată de polarizarea concentrației. Ca urmare, analiza devine mai puțin selectivă. Uneori, totuși, este posibil să se lege cationii interferenți în compuși complecși stabili care sunt reduse la un potențial mai negativ decât analitul sau să se îndepărteze în prealabil ionul de interferență sub formă de compus slab solubil. Metoda este utilizată, de exemplu, pentru a determina Cd într-o soluție alcalină de cianura sa, Co și Ni într-o soluție de sulfat de amoniu, Cu într-un amestec de acizi sulfuric și azotic.

Electrogravimetria este cunoscută încă din anii 1860. și a fost folosit pentru determinarea metalelor folosite la baterea monedelor în diferite aliaje și minereuri. Aceasta este o metodă fără standard, care poate fi considerată cea mai simplă versiune a coulometriei. În ceea ce privește acuratețea și reproductibilitatea rezultatelor, electrogravimetria depășește alte metode în determinarea unor metale precum Сu, Sn, Pb, Cd, Zn. În ciuda duratei relative a experimentului, electrogravimetria este încă folosită pentru a analiza aliaje, metale și soluții pentru băile de electroliți.

2.Parte experimentală a metodelor de cercetare electrochimică

1 Determinarea concentrației acidului prin titrare conductometrică

Scopul muncii de laborator:determinarea concentraţiei acizilor acetic şi clorhidric prin titrare conductometrică.

Echipamente și reactivi:modul general de laborator, calculator, biuretă, pipete Mora pentru 5 și 10 ml; soluții: soluții 0,1 N NaOH, HCl și CH 3COOH cu concentrație necunoscută.

Proces de lucru

Titrarea conductometrică implică două experimente:

Experiența #1

Instalați biureta și paharul. Se toarnă 10 ml soluție de acid clorhidric în paharul situat în senzorul dispozitivului cu o pipetă Mohr. Nivelul soluției din pahar trebuie să fie cu 3-5 mm deasupra electrodului superior și senzorului. Se diluează soluția cu apă. Porniți agitatorul magnetic. Umpleți biureta cu soluție 0,1 N. NaOH. Efectuăm măsurători folosind un modul general de laborator conectat la un computer personal.

Chimia proceselor

Prelucrarea rezultatelor

1)În timpul măsurării, computerul măsoară conductivitatea electrică a unei soluții date, care sunt rezumate în tabelul 1.

Tabelul 1. Dependența conductivității electrice de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului clorhidric.

V(NaOH), ml0246891010.51112131415L, mS9.2929.329.2959.2899.2789.2719.269.259.2419.219.1359.2489.256

)Construim un grafic al dependenței conductivității electrice de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului clorhidric (Figura 6).

Figura 6. Dependența conductivității electrice de volumul de alcali folosit pentru titrarea acidului clorhidric.

Vec (NaOH) = 13 ml

4)Folosind legea echivalentelor, calculăm concentrația de acid clorhidric:

de aici (37)

Experiența #2

Experimentul se efectuează cu 5 ml soluție de acid acetic. Acțiunile ulterioare sunt aceleași ca în experimentul anterior.

Chimia proceselor

Prelucrarea rezultatelor

1)În timpul măsurării, computerul măsoară conductivitatea electrică a unei soluții date, care sunt rezumate în tabelul 2.

Tabelul 2. Dependența conductivității electrice de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului acetic.

V(NaOH), ml012344.555.5678910L, mSm6.63.84.65.76.67.08.08.38.58.99.09.19.2

)Construim un grafic al dependenței conductivității electrice de volumul de alcali folosit pentru titrarea acidului acetic (Figura 7).

Figura 7. Dependența conductivității electrice de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului acetic.

3)Găsim punctul de echivalență pe grafic:

Vec (NaOH) = 5 ml

)Folosind legea echivalentelor, calculăm concentrația de acid acetic:

Concluzie

Pe parcursul acestei lucrări, am determinat concentrațiile de acizi clorhidric și acetic prin titrare conductometrică:

2 Titrare potențiometrică

Ţintă: pentru a se familiariza cu metoda titrarii potentiometrice. Setați punctele de echivalență atunci când titrați un acid tare cu o bază tare, un acid slab cu o bază tare.

Echipamente: pH-metru, electrod de sticlă, electrod de clorură de argint, pahar de 100 ml; 0,1 N soluție HC1; CH 3COOH; 0,5 n. soluție de KOH; biuretă, agitator magnetic.

Proces de lucru

Experiența #1

Se toarnă 15 ml de soluție 0,1 N într-un pahar folosind o pipetă. acid clorhidric, coborâți glisorul, puneți sticla pe agitatorul magnetic și porniți-l după coborârea electrozilor (asigurați-vă că electrodul de sticlă nu atinge glisorul).

Poziția oprită a pH-metrului „-1-14” și „0-t” sunt apăsate. Pentru a schimba, apăsați butonul „pH” și eliminați valoarea de pe scara inferioară. Apoi adăugați o soluție de 0,1 N. alcalin 1-3 ml și se fixează valoarea pH-ului. Setăm microbiuretele astfel încât alcalii să curgă în picături. Când ne apropiem de punctul de echivalență, adăugăm alcali în doze foarte mici. Sticla în timpul experimentului este pe un agitator magnetic, iar soluția este agitată constant.

După o schimbare bruscă a pH-ului soluției, adăugăm o cantitate mică de alcali și fixăm constant pH-ul.

Chimia proceselor

Prelucrarea rezultatelor

1)În urma acestui experiment, am obținut următoarele rezultate:

Tabelul 3. Dependența valorii pH-ului de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului acetic.

V(KOH), ml12345678910pH4.004.154.154.004.204.304.294.945.004.91

Continuarea tabelului. 3

V(KOH), ml

)Pe baza datelor obținute, graficăm dependența pH-ului de volumul de alcali folosit pentru titrare (Figura 8).

Figura 8. Curba de titrare a acidului clorhidric

)Conform graficului (Figura 8), determinăm punctul de echivalență.

V eq (NaOH) = 16,5 ml

Experiența #2

Efectuăm o titrare similară cu 0,1 N. CH3 COOH.

Chimie

Prelucrarea rezultatelor

1)În urma acestui experiment, am obținut următoarele date:

Tabelul 4. Dependența valorii pH-ului de volumul de alcali utilizat pentru titrarea acidului acetic.

V(KOH), ml

)Pe baza datelor obținute, graficăm dependența pH-ului de volumul de alcali folosit pentru titrare (Figura 9).

Figura 9. Curba de titrare a acidului acetic

)Conform graficului (Figura 9), determinăm punctul de echivalență. eq (NaOH) = 14,2 ml

Concluzie

Pe parcursul acestei lucrări, am determinat punctul de echivalență al soluțiilor de acizi clorhidric și acetic prin metoda titrarii potențiometrice.

Punct de echivalență pentru soluția de acid clorhidric:

V eq (NaOH) = 16,5 ml

Punct de echivalență pentru soluția de acid acetic: eq (NaOH) = 14,2 ml

3 Electroliza

Obiectiv: determinarea echivalentului electrochimic al cuprului.

Echipamente: redresor, ampermetru, baie cu electrolit si doi electrozi de cupru, cronometru, balanta analitica, solutie CuSO 5% 4, fire pentru montarea dispozitivului.

Proces de lucru

Echivalent electrochimic - cantitatea unei substanțe care a suferit o transformare chimică la electrod atunci când trece o unitate de electricitate, cu condiția ca toată energia electrică trecută să fie cheltuită doar pentru transformarea acestei substanțe.

(38)

unde E este echivalentul electrochimic,

?este masa molară a compusului,

?q este numărul de electroni necesari pentru transformarea electrochimică a unei molecule a acestui compus.

Masa molară a echivalentului unei substanțe care a suferit o transformare chimică la electrod (Meq ) este egal cu:

(39)

unde m este masa materiei depuse,

F - constanta lui Faraday,

I - puterea curentă,

t este timpul în care a circulat curentul.

Pentru a determina echivalentul electrochimic E, asamblam un dispozitiv în care curentul de la sursă trece printr-un redresor și o baie de electrolit, un ampermetru conectat în serie. Când este pornit, cuprul este eliberat pe electrodul de cupru, care este catodul. Anodul, tot din cupru, se dizolvă. Pentru ca cuprul să se depună pe catod, să formeze un strat dens și să nu se desprindă în timpul experimentului, distorsionând rezultatele, ar trebui să utilizați un curent care să nu depășească 0,05 A la 1 cm. 2suprafata catodului. Pentru a face acest lucru, înainte de începerea experimentului, folosind o riglă milimetrică, determinați suprafața catodului și calculați curentul maxim admisibil.

Înainte de începerea experimentului, catodul este scufundat timp de 1-2 secunde într-o soluție de acid azotic 20-30%, apoi se spală bine cu apă distilată.

În timpul lucrului, este important să nu atingeți suprafața catodului scufundat în electrolit, deoarece. chiar și ușoare urme de grăsime afectează aderența depozitului catodic de cupru.

După aceea, fixăm catodul într-un voltmetru, pe care îl umplem cu o soluție de CuSO 4. Catodul este îndepărtat din baia de electrolit, spălat cu apă distilată, uscat și cântărit pe o balanță analitică. După aceea, catodul este din nou instalat într-o baie cu electrolit și treceți la experiment. În același timp, porniți curentul și porniți cronometrul. Experimentul continuă timp de 40-50 de minute. În același timp, opriți curentul și opriți cronometrul. Catodul este îndepărtat din electrolit, spălat cu apă distilată, uscat și cântărit.

În timpul electrolizei au avut loc următoarele reacții chimice:

)Disociarea soluției de sulfat de cupru (II):

2)Reacții redox pe electrozi:

Prelucrarea rezultatelor

1)Ca rezultat al acestei lucrări de laborator, am primit următoarele date (Tabelul 5):

Tabel 5. Date despre munca de laborator efectuată.

Puterea curentului (I), A1.8 Timp în care a circulat curentul (t), s2527 Greutatea catodului înainte de experiment, exprimată în masă, g24,42 Greutatea catodului după experiment, exprimată în masă, g25,81 Greutatea substanței depuse, exprimată în masă (m ), r1,39 2)Calculul echivalentului electrochimic:

)Calculul echivalentului masei molare, eroare absolută și relativă:

Concluzie.

Pe parcursul acestei lucrări, am determinat echivalentul electrochimic al cuprului, masa molară a echivalentului cuprului, precum și eroarea absolută și relativă.

2.4 Determinarea potenţialelor electrodului

Obiectiv: măsoară potențialul electrozilor de cupru și zinc în soluții ale sărurilor lor cu activitate variată. Comparați valorile potențialelor măsurate cu calculele folosind ecuația Nernst.

Echipamente: pH-metru, electrod de cupru, electrod de zinc, electrod de clorură de argint, tub în U cu soluție saturată de KCl, șmirghel, soluții de CuSO 4și ZnSO 4cu concentrare diferită.

Proces de lucru

Pentru a măsura potențialele de primul fel, asamblam un circuit format dintr-un dispozitiv de măsurare, un electrod măsurat și un electrod de referință. De fapt, măsurăm EMF-ul unei celule galvanice

| AgCl, KCl || CuSO4 | Cu;

Zn | ZnSO4 || KCI, AgCI | Ag.

Potențialul electrodului de clorură de argint (electrod de al 2-lea fel) este constant, depinde doar de activitatea ionilor de Cl și este egal cu Ag | AgCl (soluție saturată de KC1) = 0,2 V. Este un electrod de referință.

Pentru a elimina potențialul difuz, folosim punți umplute cu o soluție saturată de KCl.

Folosim un pH-metru pentru a măsura potențialele. Conectam electrodul de clorură de argint la o priză specială „electrod de referință” (pe panoul de instrumente VSP), iar electrodul de măsurare printr-o mufă specială la priza „meas - 1”, „meas - 2”.

Chimia de proces

Pentru o celulă galvanică Ag | AgCl, KCl || CuSO4 | Cu:

Pentru o celulă galvanică Zn | ZnSO4 || KCI, AgCI | Ag:

Prelucrarea rezultatelor

1)Ca rezultat al măsurării potențialelor electrodului de cupru la diferite activități ale ionilor de Cu 2+avem urmatoarele date:

¾ pentru electrod de cupru (tabelul 6):

Tabel 6. Date de laborator pentru electrodul de cupru.

?meas, VSn, mol * echiv-1 * l-1 ?lg a ?calc, B0.2100.10.38-1.72120.2862230.3510.20.36-1.44370.2944110.3600.50.25-1.20410.3014780.3611.00.393-0,00.393-93

¾ pentru electrod de zinc (tabelul 7):

Tabel 6. Date de laborator pentru electrodul de zinc.

?meas, VSn, mol * echiv-1 * l-1 ?lg a ?calculat, V-0.0650.10.25-1.9031-0.81914-0.0650.20.28-1.5528-0.80881-0.0290.50.38-1.0223-0, 79316-0.0650.20.28-0.06.490-0.06.490-0.0590.

2) Reprezentăm grafic dependența potențialului electrodului de lg a (Cu2+).

¾ pentru un electrod de cupru (Figura 10):

Figura 10. Dependența potențialului electrodului de logaritmul activității ionilor de cupru (II)

¾ pentru electrodul de zinc (Figura 11):

Figura 11. Dependența potențialului electrodului de logaritmul activității ionilor de zinc

.Calculăm potențialele electrozilor conform ecuației Nernst (1):

¾ pentru electrod de cupru:

¾ pentru electrod de zinc:

Concluzie: în cursul acestei lucrări, am măsurat potențialele electrozilor de cupru și zinc la diferite concentrații de CuSO 4și ZnSO 4respectiv, și, de asemenea, au calculat aceste potențiale de electrozi conform ecuației Nernst, în urma căreia au ajuns la concluzia că odată cu creșterea concentrației, potențialele de electrozi ale electrozilor de cupru și zinc cresc.

5 Determinarea EMF a unei celule galvanice

Scop: determinarea EMF a unei celule galvanice.

Echipamente: electrod de zinc și cupru, soluții CuSO 4și ZnSO 4, electrod de clorură de argint, pH-metru, șmirghel, tub în U cu soluție saturată de KC1, 0,1N. și 1n. Soluție CuSO 4, 0,1n. și 1n. soluție de ZnSO4 ,

Proces de lucru

Se toarnă jumătate din soluțiile de CuSO în două pahare 4și ZnSO 4. În primul plasăm un electrod din cupru, în al doilea - din zinc.

Electrozii sunt pre-curățați cu șmirghel și spălați. Conectăm firele la pH-metrul de pe panoul din spate la intrările „Change 1” și „El. comparaţie." Închidem circuitul extern cu un tub în formă de U umplut cu o soluție saturată de KCl în agar-agar.

Înainte de măsurare, dispozitivul se încălzește timp de 30 de minute. Când circuitul este asamblat, trecem la măsurători, apăsăm butonul „mV” și ne uităm la citirile dispozitivului pe scara inferioară „1-14”. Pentru o determinare mai precisă a EMF, apăsați butonul pentru intervalul dorit. Pentru a converti valorile măsurate în volți, numărătorul valorii este înmulțit cu 0,1.

Pentru a efectua lucrarea, măsurăm EMF-ul elementelor în soluții cu o concentrație de 1N. și 0,1n. și comparați aceste date cu calculele. Găsim eroarea absolută și relativă.

Chimia de proces

Pentru o anumită celulă galvanică

| ZnSO4 || KCI, AgCI | Ag

următoarele reacții sunt tipice:

Ecuația generală a reacției care are loc într-o celulă galvanică cupru-zinc:

Prelucrarea rezultatelor

1)În urma acestei lucrări, am obținut următoarele rezultate (Tabelul 6):

Tabelul 6. Date despre munca de laborator efectuată

Soluții ?ism, V ?calculat, VEroare relativă, %0,1n. CuSO4 și 0,1n. ZnSO41.0871.0991.0921n. CuSO4 și 0,1n. ZnSO41.0821.0931.0061n. CuSO4 și 1n. ZnSO41.0601.070.935

)Calculăm EMF:

Potenţialele sunt calculate conform ecuaţiei Nernst (1). Potențialele electrodului standard sunt preluate din datele de referință.

Pentru soluții de 0,1N. CuSO 4 și 0,1n. ZnSO 4:

Pentru soluții de 1N. CuSO 4 și 0,1n. ZnSO 4:

Pentru soluții de 1N. CuSO 4 și 1n. ZnSO 4:

Concluzie: în această lucrare, am determinat EMF-ul unei celule galvanice în soluții de diferite concentrații:

la o concentrație de 0,1N. CuSO4 și 0,1n. ZnSO4,

la o concentratie de 1N. CuSO4 și 0,1n. ZnSO4,

la o concentratie de 1N. CuSO4 și 1n. ZnS04;

și a determinat și eroarea relativă: 1,092%, 1,006%, respectiv 0,935%. Ca urmare, s-a ajuns la concluzia că odată cu creșterea concentrației de E.D.S. la celula galvanică scade.

Concluzie

În această lucrare, am trecut în revistă principalele metode de cercetare electrochimică, am analizat clasificarea acestora, principalele procese electrochimice și am demonstrat, de asemenea, relevanța acestor metode. Cea mai mare parte a lucrării a fost dedicată descrierii proceselor cu electrozi. Au fost studiate în detaliu potențiometria, conductometria, coulometria, voltametria și electrogravimetria.

În cadrul cercetărilor practice, am efectuat: determinarea concentrației de acizi necunoscuți prin titrare conductometrică, determinarea punctului de echivalență al soluțiilor de acizi clorhidric și acetic prin titrare potențiometrică, determinarea echivalentului electrochimic al cuprului, determinarea potențialelor. a electrozilor de cupru și zinc și determinarea EMF a unei celule galvanice.

Eram convinși de rapiditatea și acuratețea acestor metode, dar, în același timp, din propria experiență, am scos la iveală câteva neajunsuri semnificative: pentru a obține date exacte este necesară reglarea și calibrarea foarte precisă a instrumentelor, rezultatele obținute depind de diverse factorii externi (presiunea, temperatura etc.) si alte conditii pot varia semnificativ, precum si fragilitatea si costul ridicat al dispozitivelor.

Și totuși, acestea sunt departe de toate metodele cunoscute de cercetare electrochimică. Toate metodele de mai sus sunt doar o mică parte din metodele de cercetare electrochimică utilizate în știință și tehnologie. Și sunt utilizate atât de larg în toate industriile, încât fără ele nici existența, nici dezvoltarea ulterioară a civilizației nu este posibilă. În ciuda vechimii sale considerabile, metodele de cercetare electrochimică sunt în curs de dezvoltare rapidă, cu perspective mari pentru viitor. Conform previziunilor unui număr de oameni de știință de seamă, rolul lor va crește rapid.

Rămâne doar să contribuim în toate modurile posibile la dezvoltarea în această direcție și poate că în viitor vom descoperi astfel de secrete și domenii de aplicare a metodelor de cercetare electrochimică la care am putea doar să visăm.

Bibliografie

Agasyan P.K., Khamrakulov T.K. Metoda coulometrică de analiză. Moscova: Chimie. 2010. 168 p.

Brainina H.Z., Neiman E.Ya. Reacții în stare solidă în chimia electroanalitică. Moscova: Chimie. 2009. 264 p.

Galius Z. Fundamentele teoretice ale analizei electrochimice: traducere din poloneză. Moscova: Mir. 1974. 552 p.

Geyrovsky J., Kuta J. Fundamentele polarografiei: traducere din cehă. Editat de S.G. Mairanovsky. Moscova: Mir. 1965. 559 p.

Golikov G.A. Ghid de chimie fizică: manual pentru universitățile specializate în tehnologie chimică. Moscova: Liceu. 2008. 383 p.

Zozulya A.N. Analiza coulometrică, ediția a II-a, Leningrad: Chimie. 1968. 160 p.

Knorre D.G., L.F. Krylov. V.S. Muzicieni. Chimie fizică: manual pentru departamentele de biologie ale universităților și universităților pedagogice. a 2-a editie. Moscova: Liceu. 1990. 416 p.

Levin A.I. Fundamentele teoretice ale electrochimiei. Moscova: Metallurgizdat. 1963. 432 p.

Loparin B.A. Fundamentele teoretice ale metodelor electrochimice de analiză. Moscova: Liceu. 1975. 295 p.

Plembek D. Metode electrochimice de analiză: fundamente ale teoriei și aplicării. Moscova: Mir. 2009. 496 p.

Solovyov Yu.I. Istoria chimiei: dezvoltarea chimiei din cele mai vechi timpuri până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Un ghid pentru profesori. a 2-a editie. Moscova: Iluminismul. 2007. 368 p.

Figurovsky N.A. Istoria Chimiei: Manual pentru studenții institutelor pedagogice la specialitățile chimie și biologice. Moscova: Iluminismul. 1979. 311 p.

Chimie fizică: programul disciplinei și recomandări educaționale și metodologice / întocmit de A.N. Kozlov, N.P. Uskov. Ryazan: Universitatea de Stat din Ryazan, numită după S.A. Yesenin. 2010. 60 p.

Chimie Fizica. Îndrumări teoretice și practice. Manual pentru universități / Editat de academicianul B.P. Nikolsky. a 2-a editie. Leningrad: Chimie, 1987, 880 p.

Harned G. Ouer B. Chimia fizică a soluțiilor de electroliți. Moscova: IIN. 2011. 629 p.

Ewing G. Metode instrumentale de analiză chimică. Moscova: Mir. 2011. 620 p.

Carte: ediție în mai multe volume

Metode de măsurare în electrochimie / editorii E. Eger și A. Zalkind, traducere din engleză de V.S. Markin și V.F. Pastușenko, editat de doctorul în științe chimice Yu.A. Chizmadjeva. Moscova: Mir, 1977. Vol. 1-2.

Skoog D., West D. Fundamentele chimiei analitice. Moscova: Mir, 1979. Vol. 2

Atkins P. Chimie fizică. Moscova: Mir, 1980. Vol. 1-2.

Îndrumare

Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?

Experții noștri vă vor consilia sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.

Metodele de analiză electrochimică sunt un set de metode de analiză calitativă și cantitativă bazate pe fenomene electrochimice care apar în mediul studiat sau la limita de fază și asociate cu o modificare a structurii, compoziției chimice sau concentrației analitului.

Metodele electrochimice de analiză (ECMA) se bazează pe procese care au loc pe electrozi sau în spațiul interelectrod. Avantajul lor este precizia ridicată și simplitatea comparativă atât a echipamentelor, cât și a metodelor de analiză. Precizia ridicată este determinată de legile foarte precise utilizate în ECMA. O mare comoditate este că această metodă folosește influențe electrice, iar rezultatul acestei influențe (răspuns) se obține și sub forma unui semnal electric. Acest lucru oferă viteză mare și precizie de numărare, deschide posibilități largi de automatizare. ECMA se disting prin sensibilitate și selectivitate bună, în unele cazuri pot fi atribuite microanalizei, deoarece uneori mai puțin de 1 ml de soluție este suficient pentru analiză.

În funcție de tipurile de semnal analitic, acestea sunt împărțite în:

1) conductometrie - măsurarea conductivității electrice a soluției de testare;

2) potențiometrie - măsurarea potențialului de echilibru fără curent al electrodului indicator, pentru care substanța de testat este potențiodeterminantă;

3) coulometrie - măsurarea cantității de energie electrică necesară pentru transformarea completă (oxidare sau reducere) a substanței studiate;

4) voltametrie - măsurarea caracteristicilor de polarizare staționară sau nestaționară a electrozilor în reacțiile care implică substanța de testat;

5) electrogravimetrie - măsurarea masei unei substanțe eliberate dintr-o soluție în timpul electrolizei.

27. Metoda potențiometrică.

potențiometrie - măsurarea potențialului de echilibru fără curent al electrodului indicator, pentru care substanța de testat este potențiodeterminantă.

A) standard (electrod de referință) - are un potențial constant, independent de extern. Termeni

B) electrod individual - potențialul său depinde de concentrația substanței.

Potențialul depinde de concentrație: E = f(c)

Ecuația lui Nerist E= E° + lna kat

E° - standard. Electron. Potential (const)

R- Universitatea. Constanta de gazconst)

T este rata absolută (t)- +273 °

.n este numărul de electroni implicați. În oxidare/recuperare Reacții

. a - concentraţia activă

Metoda potențiometriei

Potențiometria ionometrică

Punct de echivalare

E

Сх Vх = l t *Vt

28. Metoda conductometrică.

conductometrie - măsurarea conductivității electrice a soluției de testare.

Titrare conductometrică

Conductometru (instrument)

Analiza conductometrică (conductometria) se bazează pe utilizarea relației dintre conductivitatea electrică (conductivitatea electrică) a soluțiilor de electroliți și concentrația acestora.

Conductivitatea electrică a soluțiilor de electroliți - conductori de al doilea fel - se apreciază pe baza măsurării rezistenței lor electrice într-o celulă electrochimică, care este un vas de sticlă (sticlă) cu doi electrozi lipiți în el, între care soluția de electrolit de testat este situat. Un curent alternativ trece prin celulă. Electrozii sunt cel mai adesea din platină metalică, care, pentru a mări suprafața electrozilor, este acoperită cu un strat de platină spongioasă prin depunere electrochimică din soluții de compuși de platină (electrozi de platină).

29. Polarografie.

Polarografia este o metodă de analiză chimică calitativă și cantitativă bazată pe obținerea de curbe ale dependenței mărimii curentului de tensiunea dintr-un circuit format din soluția de testare și electrozi scufundați în ea, dintre care unul este puternic polarizabil, iar celălalt. este practic nepolarizabil. Astfel de curbe - polarograme - sunt obținute cu ajutorul polarografelor.

Metoda polarografică se caracterizează printr-o sensibilitate ridicată. Pentru a efectua analiza, de obicei sunt suficiente 3-5 ml de soluție de testat. Analiza cu un polarograf cu auto-înregistrare durează doar aproximativ 10 minute. Polarografia este utilizată pentru a determina conținutul de substanțe toxice din obiectele de origine biologică (de exemplu, compuși de mercur, plumb, taliu etc.), pentru a determina gradul de saturație a oxigenului din sânge, pentru a studia compoziția aerului expirat și nocive. substanțe în aerul întreprinderilor industriale.Metoda polarografică de analiză este foarte sensibilă și face posibilă determinarea substanțelor la concentrații foarte scăzute (până la 0,0001%) în soluție.

30. Clasificarea metodelor spectrale de analiză. Conceptul de spectru.

Analiza spectrală este un set de metode de determinare a calității și cantității. Compoziția, precum și structura materiei (pe baza interacțiunii obiectului de cercetare cu diferite tipuri de radiații.)

Toate metodele spectroscopice se bazează pe interacțiunea atomilor, moleculelor sau ionilor care alcătuiesc substanța analizată cu radiația electromagnetică. Această interacțiune se manifestă prin absorbția sau emisia de fotoni (quanta). În funcție de natura interacțiunii probei cu radiația electromagnetică, se disting două grupuri de metode -

Emisia si absorbtia. În funcție de ce particule formează semnalul analitic, există metode de spectroscopie atomică și metode de spectroscopie moleculară.

Problema

În metodele de emisie, proba analizată emite fotoni ca urmare a excitației sale.

absorbţie

În metodele de absorbție, radiația dintr-o sursă externă este trecută prin eșantion, în timp ce unele cuante sunt absorbite selectiv de atomi sau molecule.

Gamă- distribuția valorilor unei mărimi fizice (de obicei energie, frecvență sau masă). O reprezentare grafică a unei astfel de distribuții se numește diagramă spectrală. De obicei, spectrul înseamnă spectrul electromagnetic - spectrul de frecvență (sau același cu energiile cuantice) al radiației electromagnetice.

1.reflexia luminii

2. întoarcerea fasciculului de lumină (defracție)

3. împrăștierea luminii: nefelometrie, turbidimetrie

4. Absorbția luminii

5reradiere

A) fosforescență (durează mult timp)

B) fluorescență (foarte scurtă)

Prin natura distribuției valorilor unei mărimi fizice, spectrele pot fi discrete (liniare), continue (continue) și reprezintă, de asemenea, o combinație (suprapunere) de spectre discrete și continue.

Exemple de spectre de linii sunt spectrele de masă și spectrele tranzițiilor electronice legate de un atom; exemple de spectre continue sunt spectrul radiației electromagnetice a unui solid încălzit și spectrul tranzițiilor electronice libere ale unui atom; exemple de spectre combinate sunt spectrele de emisie ale stelelor, unde liniile de absorbție cromosferică sau majoritatea spectrelor de sunet sunt suprapuse pe spectrul continuu al fotosferei.

31. Fotometria: principiul metodei, aplicare în cercetarea criminalistică.

Fotometrie - metoda spectrală se bazează pe absorbția radiațiilor electromagnetice în domeniul vizibil și aproape ultraviolet (metoda se bazează pe absorbția luminii)

Molecular Atomic

Spectroscopie Spectroscopie (În analiză electronică)

Cuvetă - lumina trece prin ea

l

I (intensitatea luminii de ieșire)

I° este intensitatea luminii incidente.

Fotometria este o ramură a opticii fizice și tehnologiei de măsurare dedicată metodelor de studiere a caracteristicilor energetice ale radiației optice în procesul de emisie, propagare în diverse medii și interacțiune cu corpurile. Fotometria se realizează în intervalele infraroșu (lungimi de undă - 10 -3 ... 7 10 -7 m), vizibil (7 10 -7 ... 4 10 -7 m) și ultraviolet (4 10 -7 ... 10 -8 m) radiatii optice. Când radiația electromagnetică din domeniul optic se propagă într-un mediu biologic, se observă o serie de efecte principale: absorbția și împrăștierea radiațiilor de către atomii și moleculele mediului, împrăștierea neomogenităților mediului pe particule, depolarizarea radiației. Prin înregistrarea datelor privind interacțiunea radiațiilor optice cu mediul, se pot determina parametrii cantitativi asociați cu caracteristicile medicale și biologice ale obiectului studiat. Fotometrele sunt folosite pentru a măsura mărimi fotometrice. În ceea ce privește fotometria, lumina este o radiație capabilă să producă o senzație de luminozitate atunci când este expusă ochiului uman. Fotometria ca știință se bazează pe teoria câmpului luminos dezvoltată de A. Gershun.

Există două metode generale de fotometrie: 1) fotometria vizuală, în care capacitatea ochiului uman de a percepe diferențele de luminozitate este utilizată pentru a egaliza luminozitatea a două câmpuri de comparație prin mijloace mecanice sau optice; 2) fotometria fizică, în care diverși receptori de lumină de alt fel sunt utilizați pentru a compara două surse de lumină - fotocelule în vid, fotodiode semiconductoare etc.

32. Legea lui Bouguer-Lambert-Beer, utilizarea sa în analiza cantitativă.

O lege fizică care determină atenuarea unui fascicul de lumină monocromatic paralel pe măsură ce se propagă într-un mediu absorbant.

Legea se exprimă prin următoarea formulă:

,

unde este intensitatea fasciculului de intrare, este grosimea stratului de substanță prin care trece lumina, este indicele de absorbție (a nu se confunda cu indicele de absorbție adimensional, care este legat de formulă, unde este lungimea de undă).

Indicele de absorbție caracterizează proprietățile unei substanțe și depinde de lungimea de undă λ a luminii absorbite. Această dependență se numește spectrul de absorbție al substanței.

Pentru soluțiile de substanțe absorbante în solvenți care nu absorb lumina, indicele de absorbție poate fi scris ca

unde este coeficientul care caracterizează interacțiunea unei molecule de dizolvat absorbant cu lumina cu lungimea de undă λ, este concentrația de substanță dizolvată, mol/l.

Afirmația de care nu depinde se numește legea lui Beer (a nu se confunda cu legea lui Beer). Această lege presupune că capacitatea unei molecule de a absorbi lumina nu este afectată de alte molecule din jur ale aceleiași substanțe în soluție. Cu toate acestea, se observă numeroase abateri de la această lege, mai ales în general.

Dacă un strat de soluție sau gaz cu o grosime (un flux luminos de intensitate I trece prin intermediul legii Lambert-Beer, cantitatea de lumină absorbită va fi proporțională cu intensitatea /, concentrația c a substanței). care absoarbe lumina și grosimea STRATULUI), legea BMB, care leagă intensitatea luminii incidente pe substanță și a trecut-o, cu concentrația substanței și grosimea stratului absorbant. Ei bine, aceasta este aceeași cu refracția , doar atenuare în substanță. Care lumină absoarbe sub un anumit procent. Adică, restul de ieșire a luminii este

33. Spectroscopie IR.

Această metodă de analiză se bazează pe înregistrarea spectrelor de absorbție în infraroșu ale unei substanțe. Absorbția de către o substanță din regiunea infraroșu are loc datorită vibrațiilor atomilor din molecule. Vibrațiile sunt împărțite în valență (când distanțele dintre atomi se modifică în timpul vibrației) și vibraționale (când unghiurile dintre legături se modifică în timpul vibrației). Tranzițiile între diferitele stări de vibrație în molecule sunt cuantificate, datorită cărora absorbția în regiunea IR are forma unui spectru, unde fiecare vibrație are propria lungime de undă. Este clar că lungimea de undă pentru fiecare vibrație depinde de atomii care participă la ea și, în plus, depinde puțin de mediul lor.

Spectroscopia IR nu este o metodă de separare, adică atunci când se studiază o substanță, se poate dovedi că un amestec de mai multe substanțe a fost de fapt studiat, ceea ce, desigur, va distorsiona foarte mult rezultatele interpretării spectrului. Ei bine, totuși, vorbirea despre identificarea fără ambiguitate a unei substanțe folosind metoda spectroscopiei IR nu este în întregime corectă, deoarece metoda vă permite mai degrabă identificarea anumitor grupuri funcționale, și nu numărul lor în compus și metoda lor de comunicare cu fiecare. alte.

Spectroscopia IR este utilizată în studiul materialelor polimerice, fibrelor, acoperirilor de vopsea, drogurilor narcotice (când se identifică un material de umplutură, care este adesea carbohidrați, inclusiv polizaharide). Metoda este indispensabilă în special în studiul lubrifianților, prin aceea că face posibilă determinarea simultană a naturii atât a bazei lubrifiantului, cât și a eventualilor aditivi (aditivi) la această bază.

34. Analiza fluorescenței cu raze X.

(XRF) este una dintre metodele spectroscopice moderne de studiere a unei substanțe în vederea obținerii compoziției sale elementare, adică a analizei sale elementare. Poate analiza diverse elemente de la beriliu (Be) la uraniu (U). Metoda XRF se bazează pe colectarea și analiza ulterioară a spectrului obținut prin expunerea materialului studiat la radiații de raze X. Când este iradiat, atomul intră într-o stare excitată, care constă în tranziția electronilor la niveluri de energie mai înalte. Un atom rămâne într-o stare excitată pentru un timp extrem de scurt, de ordinul unei microsecunde, după care revine într-o poziție de liniște (starea fundamentală). În acest caz, electronii din învelișurile exterioare fie umplu locurile libere formate, iar energia în exces este emisă sub formă de foton, fie energia este transferată către un alt electron din învelișurile exterioare (electron Auger)

Ecologie și protecția mediului: determinarea metalelor grele în sol, sedimente, apă, aerosoli etc.

Geologie si mineralogie: analiza calitativa si cantitativa a solurilor, mineralelor, rocilor etc.

Metalurgie și industria chimică: controlul calității materiilor prime, procesului de producție și produselor finite

Industria vopselelor: analiza vopselelor cu plumb

35. Spectroscopie de emisie atomică.

Analiza spectrală a emisiilor atomice este un set de metode de analiză elementară bazată pe studiul spectrelor de emisie ale atomilor și ionilor liberi în faza gazoasă. De obicei, spectrele de emisie sunt înregistrate în intervalul de lungimi de undă optice cel mai convenabil de la 200 la 1000 nm.

AES (spectrometria de emisie atomică) este o metodă de determinare a compoziției elementare a unei substanțe din spectrele de emisie optică a atomilor și ionilor probei analizate, excitate în surse de lumină. Ca surse de lumină pentru analiza emisiilor atomice, se utilizează o flacără de arzător sau diferite tipuri de plasmă, inclusiv scânteie electrică sau plasmă cu arc, plasmă cu scânteie laser, plasmă cuplată inductiv, descărcare strălucitoare etc. AES este cea mai comună metodă extrem de sensibilă de identificare. și elemente de cuantificare.impurități în substanțe gazoase, lichide și solide, inclusiv cele de înaltă puritate.

Domenii de utilizare:

Metalurgie: analiza compoziției metalelor și aliajelor,

Industria minieră: explorarea probelor geologice și a mineralelor,

Ecologie: analiza apei si a solului,

Tehnica: analiza uleiurilor de motor și a altor fluide tehnice pentru impuritățile metalice,

Cercetare biologică și medicală.

Principiul de funcționare.

Principiul de funcționare al unui spectrometru de emisie atomică este destul de simplu. Se bazează pe faptul că atomii fiecărui element pot emite lumină de anumite lungimi de undă - linii spectrale, iar aceste lungimi de undă sunt diferite pentru diferite elemente. Pentru ca atomii să emită lumină, ei trebuie să fie excitați - prin încălzire, printr-o descărcare electrică, printr-un laser sau într-un alt mod. Cu cât sunt mai mulți atomi dintr-un anumit element prezenți în proba analizată, cu atât radiația lungimii de undă corespunzătoare va fi mai strălucitoare.

Intensitatea liniei spectrale a elementului analizat, pe lângă concentrația elementului analizat, depinde de un număr mare de factori diferiți. Din acest motiv, este imposibil să se calculeze teoretic relația dintre intensitatea liniei și concentrația elementului corespunzător. De aceea, analiza necesită eșantioane standard care sunt apropiate ca compoziție de proba analizată. Anterior, aceste mostre standard sunt expuse (arse) pe dispozitiv. Pe baza rezultatelor acestor arsuri, se construiește un grafic de calibrare pentru fiecare element analizat, adică. dependența intensității liniei spectrale a unui element de concentrația acestuia. Ulterior, în timpul analizei probelor, aceste curbe de calibrare sunt utilizate pentru a recalcula intensitățile măsurate în concentrații.

Pregătirea probelor pentru analiză.

Trebuie avut în vedere că sunt analizate efectiv câteva miligrame dintr-o probă de la suprafața acesteia. Prin urmare, pentru a obține rezultate corecte, proba trebuie să fie omogenă ca compoziție și structură, iar compoziția probei trebuie să fie identică cu compoziția metalului analizat. Când se analizează metalul într-o turnătorie sau topitorie, se recomandă utilizarea unor matrițe speciale pentru turnarea probelor. În acest caz, forma probei poate fi arbitrară. Este necesar doar ca proba analizată să aibă o suprafață suficientă și să poată fi prinsă într-un trepied. Pentru analiza probelor mici, cum ar fi bare sau fire, se pot folosi adaptoare speciale.

Avantajele metodei:

fără contact,

Posibilitatea determinării cantitative simultane a unui număr mare de elemente,

Precizie mare,

Limite scăzute de detectare,

Ușurință în pregătirea probei

Cost scăzut.

36. Spectroscopie de absorbție atomică.

metoda cantităților.determinarea compoziției elementare a substanței de testat prin spectre de absorbție atomică, pe baza capacității atomilor de a absorbi selectiv radiația electromagnetică în decomp. părți ale spectrului. A.-a.a. efectuate pe un special dispozitive – absorbție. spectrofotometre. Se dizolvă o probă din materialul analizat (de obicei cu formarea de săruri); soluția sub formă de aerosol este alimentată în flacăra arzătorului. Sub acțiunea unei flăcări (3000°C), moleculele de sare se disociază în atomi, care pot absorbi lumina. Apoi, prin flacăra arzătorului trece un fascicul de lumină, în spectrul căruia există linii spectrale corespunzătoare unuia sau altuia element. Din radiația totală, liniile spectrale investigate sunt izolate de un monocromator, iar intensitatea lor este fixată de o unitate de înregistrare. Mat. prelucrarea se efectuează după formula: J = J0 * e-kvI,

unde J și J0 sunt intensitățile luminii transmise și incidente; kv - coeficient. absorbția, în funcție de frecvența acesteia; I - grosimea stratului absorbant

mai sensibil decât centrala nucleară

37. Nefelometrie și turbidimetrie.

S = lg (I°/I) intensitatea incidentului. În soluția (I °) împărțim la intensitatea care iese din soluția (I) \u003d

turbiditate k-const

b este lungimea traiectoriei fasciculului luminos

N este numărul de particule în unități. r-ra

Analiza nefelometrică și turbidimetrică utilizează fenomenul de împrăștiere a luminii prin particule solide suspendate în soluție.

Nefelometria este o metodă de determinare a dispersiei și concentrației sistemelor coloidale prin intensitatea luminii împrăștiate de acestea. Nefelometrie, măsurătorile se fac într-un dispozitiv special de nefelometru, a cărui funcționare se bazează pe compararea intensității luminii împrăștiate de mediul studiat cu intensitatea luminii împrăștiate de un alt mediu care servește ca etalon. Teoria împrăștierii luminii prin sisteme coloidale, în care dimensiunile particulelor nu depășesc jumătatea lungimii de undă a luminii incidente, a fost dezvoltată de fizicianul englez J. Rayleigh în 1871. Conform legii lui Rayleigh, intensitatea luminii pe care am împrăștiat-o în o direcție perpendiculară pe fasciculul incident este exprimată prin formula I \u003d QNvlk - unde q este intensitatea luminii incidente, N este numărul total de particule pe unitate de volum sau concentrația parțială, v este volumul unei particule, \ este lungimea de undă a luminii incidente, k este o constantă în funcție de indicii de refracție ai particulelor coloidale și mediul de dispersie din jur, distanța de la sursa de lumină, precum și de unitățile de măsură acceptate

Turbidimetria este o metodă de analiză a mediilor tulburi bazată pe măsurarea intensității luminii absorbite de acestea. Măsurătorile turbidimetrice se fac în lumină transmisă folosind turbidimetre vizuale sau colorimetre fotoelectrice. Tehnica de măsurare este asemănătoare celei colorimetrice și se bazează pe aplicabilitatea lui Bouguer-Lambert la medii tulburi – legea lui Beer, care în cazul suspensiilor este valabilă doar pentru straturi foarte subțiri sau la diluții semnificative. În turbidimetrie se impune respectarea cu atenție a condițiilor de formare a unei faze dispersate, similare condițiilor observate în nefelometrie. O îmbunătățire semnificativă a turbidimetriei este utilizarea titrarii turbidimetrice a vârfului de turbiditate folosind colorimetre fotoelectrice. Turbidimetria este utilizată cu succes pentru determinarea analitică a sulfaților, fosfaților, clorurilor, cianurilor, plumbului, zincului etc.

Principalul avantaj al metodelor nefelometrice și turbidimetrice este sensibilitatea lor ridicată, care este deosebit de valoroasă în raport cu elementele sau ionii pentru care nu există reacții de culoare. În practică, de exemplu, determinarea nefelometrică a clorurii și sulfatului în apele naturale și obiecte similare este utilizată pe scară largă. Din punct de vedere al preciziei, turbidimetria și nefelometria sunt inferioare metodelor fotometrice, ceea ce se datorează în principal dificultăților de obținere a suspensiilor cu aceleași dimensiuni ale particulelor, stabilității în timp etc., proprietăților suspensiei.

Nefelometria și turbidimetria sunt utilizate, de exemplu, pentru a determina SO4 sub formă de suspensie de BaSO4, Cl- sub formă de suspensie de AgCl, S2- sub formă de suspensie de CuS cu un inferior. limitele conținuturilor determinate ~ 0,1 µg/ml. Pentru a standardiza condițiile de analiză în experimente, este necesar să se controleze strict temperatura, volumul suspensiei, concentrația de reactivi, viteza de agitare și timpul măsurătorilor. Precipitația trebuie să fie rapidă, iar particulele care trebuie depuse trebuie să fie mici și cu valoare p scăzută. Pentru a preveni coagularea particulelor mari, se adaugă adesea un stabilizator la soluție, de exemplu. gelatină, glicerină.

38. Cromatografia: istoricul apariției, principiul metodei, aplicarea în instanță. Cercetare.

Cromatografia este o metodă de sorbție dinamică pentru separarea și analizarea amestecurilor de substanțe, precum și pentru studierea proprietăților fizico-chimice ale substanțelor. Se bazează pe distribuția substanțelor între două faze - staționară (fază solidă sau lichid legat pe un purtător inert) și mobil (fază gazoasă sau lichidă, eluent). Numele metodei este asociat cu primele experimente pe cromatografie, în timpul cărora dezvoltatorul metodei, Mikhail Tsvet, a separat pigmenții de plante viu colorați.

Metoda cromatografiei a fost folosită pentru prima dată de botanistul rus Mihail Semenovici Tsvet în 1900. El a folosit o coloană umplută cu carbonat de calciu pentru a separa pigmenții vegetali. Primul raport despre dezvoltarea metodei cromatografiei a fost făcut de Tsvet la 30 decembrie 1901 la al XI-lea Congres al Naturaliştilor şi Medicilorîn Sankt Petersburg. Prima lucrare tipărită despre cromatografie a fost publicată în 1903 în jurnal Proceedings of the Warsaw Society of Naturalists. Primul termen cromatografia a apărut în două lucrări tipărite de Color în 1906 publicate într-o revistă germană Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. În 1907, culoarea își demonstrează metoda Societatea Germană de Botanică.

În 1910-1930, metoda a fost uitată nemeritat și practic nu s-a dezvoltat.

În 1931, R. Kuhn, A. Winterstein și E. Lederer au izolat fracțiile α și β sub formă cristalină din carotenul brut folosind cromatografia, ceea ce a demonstrat valoarea preparativă a metodei.

În 1941, A. J. P. Martin și R. L. M. Sing au dezvoltat o nouă formă de cromatografie bazată pe diferența dintre coeficienții de distribuție a substanțelor care trebuie separate între două lichide nemiscibile. Metoda se numește „ cromatografia de partiție».

În 1947, T. B. Gapon, E. N. Gapon și F. M. Shemyakin au dezvoltat metoda „cromatografiei cu schimb de ioni”.

În 1952, J. Martin și R. Singh au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru crearea unei metode de cromatografie de partiție.

De la mijlocul secolului al XX-lea până în prezent, cromatografia s-a dezvoltat rapid și a devenit una dintre cele mai utilizate metode analitice.

Clasificare: gaz, lichid

Fundamentele cromatografiei. proces. Pentru efectuarea cromatografică separarea in-in sau determinarea lor fizico.-chimice. caracteristicile folosesc de obicei speciale. aparate – cromatografe. Principal nodurile cromatografului – cromatografic. coloană, detector și dispozitiv de injectare a probei. Coloana care conține sorbentul îndeplinește funcția de separare a amestecului analizat în componentele sale constitutive, iar detectorul îndeplinește funcția cantităților acestora. definiții. Detectorul, situat la ieșirea coloanei, determină automat în mod continuu concentrația compușilor separați. în fluxul mobil După introducerea amestecului analizat cu fluxul fazei mobile în coloană, zonele tuturor in-in sunt situate la începutul cromatograficului. coloane (Fig. 1). Sub acțiunea fluxului fazei mobile, componentele amestecului încep să se deplaseze de-a lungul coloanei cu decomp. viteze, ale căror valori sunt invers proporționale cu coeficienții de distribuție K ai componentelor cromatografiate. Substanțele bine absorbite, cu valorile constantelor de distribuție pentru care sunt mari, se deplasează de-a lungul stratului de absorbție de-a lungul coloanei mai lent decât cele slab absorbite. Prin urmare, componenta A părăsește coloana cel mai repede, apoi componenta B, iar componenta C este ultima care părăsește coloana (K A<К Б <К В). Сигнал детектора, величина к-рого пропорциональна концентрации определяемого в-ва в потоке элюента, автоматически непрерывно записывается и регистрируется (напр., на диаграммной ленте). Полученная хроматограмма отражает расположение хроматографич. зон на слое сорбента или в потоке подвижной фазы во времени.

Orez. unu. Separarea unui amestec de trei componente (A, B și C) pe o coloană cromatografică K cu un detector D: a - poziția zonelor cromatografice ale componentelor care urmează a fi separate în coloană la anumite intervale de timp; b - cromatograma (C - semnal, t - timp) .

Cu cromatografie în strat plat. separare, o foaie de hârtie sau o placă cu un strat de sorbant acoperit cu mostre din in-va investigat se plasează într-o cromatografică. aparat foto. După separare, componentele sunt determinate prin orice metodă adecvată.

39. Clasificarea metodelor cromatografice.

Cromatografia este o metodă de separare și analiză a substanțelor bazată pe distribuția analizorului. V-va între 2 faze: mobil și staționar

O soluție dintr-un amestec de substanțe de separat este trecută printr-un tub de sticlă (coloană de adsorbție) umplut cu un adsorbant. Ca rezultat, componentele amestecului sunt menținute la diferite înălțimi ale coloanei de adsorbant sub formă de zone (straturi) separate. Lucrurile sunt mai bine adsorbant. Nah în partea de sus a coloanei și mai rău adsorbit în partea inferioară a coloanei. In-va nu poate fi adsorbit - trec prin coloană fără oprire și sunt colectate în filtru.

Clasificări:

1. După starea de agregare a fazelor.

1) Deplasabil

A) gaz (gaze inerte: heliu, argon, ozon)

B) lichid

2. după metoda de conducere

1) pe un plan (plan); strat subțire de hârtie

2) coloana

A) împachetat (coloană împachetată umplută cu sorbant)

B) capilar (sticlă subțire / capilar de cuarț pe suprafața interioară a căruia se aplică faza staționară)

Poate def. Articole în cantități mici.

Materia volatilă este separată.

40. Cromatograma. Parametrii de bază ai vârfului cromatografic.

Cromatograma este rezultatul înregistrării în timp a dependenței concentrației componentelor la ieșirea coloanei.

H S

Fiecare vârf din cromatogramă este caracterizat de două parametrii de bază

1. Timp de retenție ( t R) este timpul de la momentul injectării probei analizate până la momentul înregistrării maximului vârfului cromatografic. Depinde de natura substanței și este o caracteristică calitativă.

2. Înălțime ( h) sau zona ( S) vârf

S = ½ ω × h. (4)

Înălțimea și aria vârfului depind de cantitatea de substanță și sunt caracteristici cantitative.

Timpul de retenție este format din două componente - timpul de rezidență al substanțelor în faza mobilă ( t m) și timpul de rezidență în faza staționară ( t s):

Identificarea vârfurilor componentelor necunoscute ale amestecului analizat se realizează prin comparație (comparație). valori determinate direct din cromatogramă, cu datele tabelare corespunzătoare pentru compuși cunoscuți. Când se identifică în cromatografie, numai negativul este de încredere. Răspuns; de exemplu, vârful i nu este in-țiune A dacă timpii de retenție ai vârfului i și in-va A nu se potrivesc. Coincidența timpilor de retenție ai vârfului i și in-va A este o condiție necesară, dar nu suficientă pentru concluzia că vârful i este în-in A.

În munca practică, alegerea unuia sau altuia parametru pentru interpretarea cantitativă a cromatogramelor este determinată de influența combinată a mai multor factori, viteza și comoditatea calculului, forma (largă, îngustă) și gradul de asimetrie a vârfului cromatografic. , eficiența coloanei utilizate, caracterul complet al separării componentelor amestecului, disponibilitatea dispozitivelor automate necesare (integratoare, sisteme informatice pentru prelucrarea datelor de analiză cromatografică).

Parametrul determinat al vârfului cromatografic este măsurat de către operator pe cromatogramă manual la sfârșitul ciclului de separare a componentelor amestecului analizat

Parametrul determinat al vârfului cromatografic se măsoară automat cu ajutorul voltmetrelor digitale, integratoarelor sau calculatoarelor specializate concomitent cu separarea componentelor amestecului analizat în coloană și înregistrarea cromatogramei

Întrucât tehnica de descifrare a cromatogramelor se reduce la măsurarea parametrilor vârfurilor cromatografice ale compusului de interes și ale standardului, condițiile cromatografice ar trebui să asigure separarea lor completă, dacă este posibil, toate celelalte componente ale probei originale în condițiile de analiză acceptate pot să nu fie separate unul de celălalt sau chiar să nu apară deloc pe cromatogramă (acesta este un avantaj al metodei standard interne față de metoda de normalizare internă)

41. Analiza cromatografică calitativă.

Cu o lungime suficientă a coloanei, poate fi realizată separarea completă a componentelor oricărui amestec. Și după eluarea componentelor separate în fracții separate (eluați), se determină cantitatea de componente ale amestecului (corespunde numărului de eluați), se stabilește compoziția lor calitativă, se determină cantitatea fiecăruia dintre ele folosind metode adecvate de analiză cantitativă.

Analiza cromatografică calitativă, de ex. identificarea unei substanțe prin cromatograma sa se poate realiza prin compararea caracteristicilor cromatografice, cel mai adesea volumul reținut (adică volumul fazei mobile trecute prin coloană de la începutul introducerii amestecului până la apariția acestei componente la coloană). ieșire), găsită în anumite condiții pentru componentele amestecurilor analizate și pentru etalon.

42. Analiza cromatografică cantitativă.

Analiza cromatografică cantitativă este de obicei efectuată pe un cromatograf. Metoda se bazează pe măsurarea diverșilor parametri ai vârfului cromatografic, în funcție de concentrația substanțelor cromatografiate - înălțimea, lățimea, suprafața și volumul reținut sau produsul dintre volumul reținut și înălțimea vârfului.

În cromatografia cantitativă în gaze se folosesc metodele de calibrare absolută și normalizare internă, sau normalizare. Se folosește și o metodă standard internă. Cu calibrarea absolută, dependența înălțimii sau ariei vârfului de concentrația substanței este determinată experimental și se construiesc grafice de calibrare sau se calculează coeficienții corespunzători. În continuare, se determină aceleași caracteristici ale vârfurilor din amestecul analizat, iar concentrația analitului se găsește din curba de calibrare. Această metodă simplă și precisă este principala în determinarea microimpurităților.

Când se utilizează metoda de normalizare internă, suma oricăror parametri de vârf, de exemplu, suma înălțimilor tuturor vârfurilor sau suma ariilor acestora, este luată ca 100%. Apoi, raportul dintre înălțimea unui vârf individual și suma înălțimilor sau raportul dintre aria unui vârf și suma ariilor, atunci când este înmulțit cu 100, va caracteriza fracția de masă (%) a componentei în amestec. Cu această abordare, este necesar ca dependența valorii parametrului măsurat de concentrație să fie aceeași pentru toate componentele amestecului.

43. Cromatografia plană. Utilizarea cromatografiei în strat subțire pentru analiza cernelii.

Prima formă de utilizare a celulozei în cromatografia în strat subțire a fost cromatografia pe hârtie. Plăcile disponibile pentru TLC și TLC cu randament mare permit separarea amestecurilor de substanțe polare, în timp ce cel puțin amestecuri ternare de apă, un solvent organic nemiscibil cu acesta și un solvent solubil în apă care favorizează formarea unei faze) sunt utilizate ca eluent)