Metodat e analizës elektrokimike janë një grup metodash të analizës cilësore dhe sasiore të bazuara në fenomene elektrokimike që ndodhin në mjedisin në studim ose në kufirin e fazës dhe që shoqërohen me një ndryshim në strukturën, përbërjen kimike ose përqendrimin e analitit.
Metodat elektrokimike të analizës (ECMA) bazohen në proceset që ndodhin në elektroda ose në hapësirën ndërelektrodike. Avantazhi i tyre është saktësia e lartë dhe thjeshtësia krahasuese e pajisjeve dhe metodave të analizës. Saktësia e lartë përcaktohet nga ligjet shumë të sakta të përdorura në ECMA. Një lehtësi e madhe është se kjo metodë përdor ndikime elektrike, dhe fakti që rezultati i këtij ndikimi (përgjigje) merret edhe në formën e një sinjali elektrik. Kjo siguron shpejtësi dhe saktësi të lartë të numërimit, hap mundësi të gjera për automatizim. ECMA dallohen nga ndjeshmëria dhe selektiviteti i mirë, në disa raste ato mund t'i atribuohen mikroanalizës, pasi ndonjëherë më pak se 1 ml tretësirë është e mjaftueshme për analizë.
Sipas llojeve të sinjalit analitik, ato ndahen në:
1) konduktometria - matja e përçueshmërisë elektrike të tretësirës së provës;
2) potenciometria - matja e potencialit të ekuilibrit pa rrymë të elektrodës treguese, për të cilën substanca testuese është potenciodeterminuese;
3) kulometria - matja e sasisë së energjisë elektrike të nevojshme për transformimin e plotë (oksidimin ose reduktimin) e substancës në studim;
4) voltammetria - matja e karakteristikave të polarizimit të palëvizshëm ose jo të palëvizshëm të elektrodave në reaksionet që përfshijnë substancën e provës;
5) elektrogravimetria - matja e masës së një lënde të çliruar nga një tretësirë gjatë elektrolizës.
27. Metoda potenciometrike.
potenciometria - matja e potencialit të ekuilibrit pa rrymë të elektrodës treguese, për të cilën substanca e provës është potentiodeterminuese.
A) standard (elektrodë referimi) - ka një potencial konstant, të pavarur nga i jashtëm. Kushtet
B) elektrodë individuale - potenciali i saj varet nga përqendrimi i substancës.
Potenciali varet nga përqendrimi: E = f(c)
Ekuacioni i Neristit E= E° + lna kat
E° - standard. Elektroni. Potenciali (konst)
R- Univers. Konstante gazikonst)
T është norma absolute (t)- +273 °
.n është numri i elektroneve të përfshira. Në oksidim/rikuperim Reagimet
. a - përqendrimi aktiv
Metoda e potenciometrisë
Potenciometria jonometrike
Pika ekuivalente
EСх Vх = l t *Vt
28. Metoda konduktometrike.
konduktometria - matja e përçueshmërisë elektrike të tretësirës së provës.
Titrimi konduktometrik
Përçues (instrument)
Analiza konduktometrike (konduktometria) bazohet në përdorimin e marrëdhënies ndërmjet përçueshmërisë elektrike (përçueshmërisë elektrike) të tretësirave të elektrolitit dhe përqendrimit të tyre.
Përçueshmëria elektrike e tretësirave të elektrolitit - përçuesve të llojit të dytë - gjykohet në bazë të matjes së rezistencës së tyre elektrike në një qelizë elektrokimike, e cila është një enë qelqi (xham) me dy elektroda të bashkuara në të, midis të cilave ndodhet tretësira e elektrolitit të provës. e vendosur. Një rrymë alternative kalon nëpër qelizë. Elektrodat janë bërë më së shpeshti nga platini metalik, i cili, për të rritur sipërfaqen e elektrodave, është i veshur me një shtresë platini sfungjer me depozitim elektrokimik nga tretësirat e përbërjeve të platinit (elektrodat e platinit të platinit).
29. Polarografia.
Polarografia është një metodë e analizës kimike cilësore dhe sasiore e bazuar në marrjen e kurbave të varësisë së madhësisë së rrymës nga tensioni në një qark të përbërë nga tretësira e provës dhe elektroda të zhytura në të, njëra prej të cilave është fort e polarizueshme, dhe tjetra. praktikisht nuk polarizohet. Kurba të tilla - polarograme - merren duke përdorur polarografë.
Metoda polarografike karakterizohet nga ndjeshmëri e lartë. Për të kryer analizën, zakonisht mjaftojnë 3-5 ml tretësirë testuese. Analiza me një polarograf me regjistrim automatik zgjat vetëm rreth 10 minuta. Polarografia përdoret për të përcaktuar përmbajtjen e substancave toksike në objektet me origjinë biologjike (për shembull, përbërjet e merkurit, plumbit, taliumit, etj.), Për të përcaktuar shkallën e ngopjes së oksigjenit në gjak, për të studiuar përbërjen e ajrit të nxjerrë dhe të dëmshëm. substancat në ajrin e ndërmarrjeve industriale Metoda polarografike e analizës është shumë e ndjeshme dhe bën të mundur përcaktimin e substancave në përqendrime shumë të ulëta (deri në 0.0001%) në tretësirë.
30. Klasifikimi i metodave spektrale të analizës. Koncepti i spektrit.
Analiza spektrale është një grup metodash për përcaktimin e cilësisë dhe sasisë. Përbërja, si dhe struktura e materies (bazuar në ndërveprimin e objektit të kërkimit me lloje të ndryshme të rrezatimit.)
Të gjitha metodat spektroskopike bazohen në bashkëveprimin e atomeve, molekulave ose joneve që përbëjnë substancën e analizuar me rrezatimin elektromagnetik. Ky ndërveprim manifestohet në thithjen ose emetimin e fotoneve (kuanteve). Në varësi të natyrës së ndërveprimit të mostrës me rrezatimin elektromagnetik, dallohen dy grupe metodash -
Emetimi dhe thithja. Në varësi të asaj se cilat grimca formojnë sinjalin analitik, ekzistojnë metoda të spektroskopisë atomike dhe metoda të spektroskopisë molekulare.
Çështje
Në metodat e emetimit, kampioni i analizuar lëshon fotone si rezultat i ngacmimit të tij.
thithjen
Në metodat e absorbimit, rrezatimi nga një burim i jashtëm kalon përmes mostrës, ndërsa disa nga kuantet absorbohen në mënyrë selektive nga atomet ose molekulat.
Spektri- shpërndarja e vlerave të një sasie fizike (zakonisht energji, frekuencë ose masë). Një paraqitje grafike e një shpërndarjeje të tillë quhet diagramë spektrale. Zakonisht, spektri nënkupton spektrin elektromagnetik - spektrin e frekuencës (ose i njëjtë me energjitë kuantike) të rrezatimit elektromagnetik.
1.reflektimi i dritës
2. kthimi i rrezes së dritës (defraksioni)
3. shpërhapja e dritës: nefelometria, turbidimetria
4.Absorbimi i dritës
5 rirrezatim
A) fosforeshencë (zgjat për një kohë të gjatë)
B) fluoreshencë (shumë e shkurtër)
Për nga natyra e shpërndarjes së vlerave të një sasie fizike, spektrat mund të jenë diskrete (lineare), të vazhdueshme (të vazhdueshme), dhe gjithashtu përfaqësojnë një kombinim (mbivendosje) të spektrave diskrete dhe të vazhdueshme.
Shembuj të spektrave të linjës janë spektrat e masës dhe spektrat e tranzicioneve elektronike të lidhura me një atom; Shembuj të spektrave të vazhdueshëm janë spektri i rrezatimit elektromagnetik të një trupi të ngurtë të ndezur dhe spektri i tranzicioneve elektronike pa pagesë të një atomi; Shembuj të spektrave të kombinuar janë spektri i emetimit të yjeve, ku linjat e absorbimit kromosferik ose pjesa më e madhe e spektrit të zërit mbivendosen në spektrin e vazhdueshëm të fotosferës.
31. Fotometria: parimi i metodës, zbatimi në kërkimin kriminalistik.
Fotometria - metoda spektrale bazohet në thithjen e rrezatimit elektromagnetik në intervalin e dukshëm dhe afër ultravjollcës (metoda bazohet në thithjen e dritës)
Atomike molekulare
Spektroskopia e spektroskopisë (Në elektron.Analizë)
Cuvette - drita kalon nëpër të
l
I (intensiteti i dritës në dalje)
I° është intensiteti i dritës rënëse.
Fotometria është një degë e optikës fizike dhe teknologjisë matëse që i kushtohet metodave për studimin e karakteristikave energjetike të rrezatimit optik në procesin e emetimit të tij, përhapjes në media të ndryshme dhe ndërveprimit me trupat. Fotometria kryhet në intervalet e infra të kuqe (gjatësi vale - 10 -3 ... 7 10 -7 m), e dukshme (7 10 -7 ... 4 10 -7 m) dhe ultravjollcë (4 10 -7 ... 10 -8 m) rrezatim optik. Kur rrezatimi elektromagnetik i diapazonit optik përhapet në një mjedis biologjik, vërehen një sërë efektesh kryesore: thithja dhe shpërndarja e rrezatimit nga atomet dhe molekulat e mediumit, shpërndarja e inhomogjeniteteve të mesme në grimca, depolarizimi i rrezatimit. Duke regjistruar të dhëna për ndërveprimin e rrezatimit optik me mediumin, është e mundur të përcaktohen parametrat sasiorë që lidhen me karakteristikat mjekësore dhe biologjike të objektit në studim. Fotometrat përdoren për të matur sasitë fotometrike. Për sa i përket fotometrisë, drita është rrezatim i aftë për të prodhuar një ndjesi shkëlqimi kur ekspozohet ndaj syrit të njeriut. Fotometria si shkencë bazohet në teorinë e fushës së dritës të zhvilluar nga A. Gershun.
Ekzistojnë dy metoda të përgjithshme të fotometrisë: 1) fotometria vizuale, në të cilën aftësia e syrit të njeriut për të perceptuar ndryshimet në shkëlqim përdoret për të barazuar shkëlqimin e dy fushave të krahasimit me mjete mekanike ose optike; 2) fotometria fizike, në të cilën përdoren marrës të ndryshëm të dritës të një lloji të ndryshëm për të krahasuar dy burime drite - fotocelat vakum, fotodioda gjysmëpërçuese, etj.
32. Ligji i Bouguer-Lambert-Beer, përdorimi i tij në analizën sasiore.
Një ligj fizik që përcakton zbutjen e një rreze paralele monokromatike drite ndërsa ajo përhapet në një mjedis thithës.
Ligji shprehet me formulën e mëposhtme:
,
ku është intensiteti i rrezes hyrëse, është trashësia e shtresës së lëndës nëpër të cilën kalon drita, është indeksi i përthithjes (të mos ngatërrohet me indeksin e absorbimit pa dimension, i cili lidhet me formulën, ku është gjatësia e valës) .
Indeksi i përthithjes karakterizon vetitë e një substance dhe varet nga gjatësia e valës λ e dritës së përthithur. Kjo varësi quhet spektri i përthithjes së substancës.
Për tretësirat e substancave thithëse në tretës që nuk thithin dritën, indeksi i përthithjes mund të shkruhet si
ku është koeficienti që karakterizon bashkëveprimin e një molekule të tretësirës absorbuese me dritën me gjatësi vale λ, është përqendrimi i substancës së tretur, mol/l.
Deklarata që nuk varet nga quhet ligji i Birrës (të mos ngatërrohet me ligjin e Birrës). Ky ligj supozon se aftësia e një molekule për të thithur dritën nuk ndikohet nga molekulat e tjera përreth të së njëjtës substancë në tretësirë. Megjithatë, vërehen devijime të shumta nga ky ligj, veçanërisht në përgjithësi.
Nëse një shtresë e një tretësire ose gazi me trashësi (një fluks drite me intensitet I kalon nëpër të, atëherë, sipas ligjit Lambert-Beer, sasia e dritës së përthithur do të jetë proporcionale me intensitetin /, përqendrimin c të substancës që thith dritën dhe trashësinë e SHTESËS), ligji BMB, i cili lidh intensitetin e goditjes së dritës në substancë dhe e kaloi atë, me përqendrimin e substancës dhe trashësinë e shtresës thithëse Epo, kjo është e njëjtë me thyerjen. , vetëm zbutje në substancë. Të cilën dritë e përthith nën një përqindje të caktuar. Kjo do të thotë, pjesa e mbetur e daljes së dritës është
33. Spektroskopia IR.
Kjo metodë e analizës bazohet në regjistrimin e spektrit të përthithjes infra të kuqe të një substance. Thithja nga një substancë në rajonin infra të kuqe ndodh për shkak të dridhjeve të atomeve në molekula. Dridhjet ndahen në dridhje valente (kur distancat midis atomeve ndryshojnë gjatë dridhjes) dhe vibracionet (kur këndet midis lidhjeve ndryshojnë gjatë vibrimit). Kalimet ndërmjet gjendjeve të ndryshme vibruese në molekula janë të kuantizuara, për shkak të të cilave thithja në rajonin IR ka formën e një spektri, ku çdo dridhje ka gjatësinë e vet të valës. Është e qartë se gjatësia e valës për çdo dridhje varet nga ato atome që marrin pjesë në të, dhe përveç kësaj, varet pak nga mjedisi i tyre.
Spektroskopia IR nuk është një metodë ndarëse, domethënë, kur studiohet një substancë, mund të rezultojë se është studiuar në të vërtetë një përzierje e disa substancave, gjë që, natyrisht, do të shtrembërojë shumë rezultatet e interpretimit të spektrit. Epo, megjithatë, të flasësh për identifikimin e paqartë të një substance duke përdorur metodën e spektroskopisë IR nuk është plotësisht e saktë, pasi metoda përkundrazi ju lejon të identifikoni grupe të caktuara funksionale, dhe jo numrin e tyre në përbërje dhe metodën e tyre të komunikimit me secilin tjera.
Spektroskopia IR përdoret në studimin e materialeve polimerike, fibrave, veshjeve të bojës, barnave narkotike (kur identifikohet një mbushës, i cili shpesh është karbohidrate, duke përfshirë polisaharidet). Metoda është veçanërisht e domosdoshme në studimin e lubrifikantëve, pasi bën të mundur përcaktimin e njëkohshëm të natyrës së bazës së lubrifikantit dhe aditivëve (aditivëve) të mundshëm në këtë bazë.
34. Analiza e fluoreshencës me rreze X.
(XRF) është një nga metodat moderne spektroskopike për studimin e një substance për të marrë përbërjen e saj elementare, domethënë analizën e saj elementare. Mund të analizojë elementë të ndryshëm nga beriliumi (Be) tek uraniumi (U). Metoda XRF bazohet në mbledhjen dhe analizën e mëvonshme të spektrit të marrë nga ekspozimi i materialit në studim ndaj rrezatimit me rreze X. Kur rrezatohet, atomi kalon në një gjendje të ngacmuar, e cila konsiston në kalimin e elektroneve në nivele më të larta të energjisë. Një atom qëndron në një gjendje të ngacmuar për një kohë jashtëzakonisht të shkurtër, në rendin e një mikrosekondi, pas së cilës ai kthehet në një pozicion të qetë (gjendje bazë). Në këtë rast, elektronet nga mbështjelljet e jashtme ose mbushin boshllëqet e formuara, dhe energjia e tepërt emetohet në formën e një fotoni, ose energjia transferohet në një elektron tjetër nga predha e jashtme (elektroni Auger)
Ekologjia dhe mbrojtja e mjedisit: përcaktimi i metaleve të rënda në tokë, sedimente, ujë, aerosol, etj.
Gjeologjia dhe mineralogjia: analiza cilësore dhe sasiore e dherave, mineraleve, shkëmbinjve etj.
Metalurgjia dhe industria kimike: kontrolli i cilësisë së lëndëve të para, procesit të prodhimit dhe produkteve të gatshme
Industria e bojrave: analiza e bojrave të plumbit
35. Spektroskopia e emetimeve atomike.
Analiza spektrale e emetimeve atomike është një grup metodash të analizës elementare të bazuara në studimin e spektrave të emetimit të atomeve dhe joneve të lira në fazën e gazit. Zakonisht, spektrat e emetimit regjistrohen në intervalin më të përshtatshëm të gjatësisë së valës optike nga 200 në 1000 nm.
AES (spektrometria e emetimeve atomike) është një metodë për përcaktimin e përbërjes elementare të një substance nga spektri i emetimit optik të atomeve dhe joneve të kampionit të analizuar, të ngacmuar në burimet e dritës. Si burime drite për analizën e emetimit atomik, përdoret një flakë djegëse ose lloje të ndryshme plazme, duke përfshirë shkëndijën elektrike ose plazmën me hark, plazmën e shkëndijës lazer, plazmën e çiftuar në mënyrë induktive, shkarkimin e shkëlqimit, etj. AES është metoda më e zakonshme e shprehur shumë e ndjeshme për identifikimin dhe elementet sasiore, papastërtitë në substanca të gazta, të lëngshme dhe të ngurta, duke përfshirë ato me pastërti të lartë.
Fushat e përdorimit:
Metalurgjia: analiza e përbërjes së metaleve dhe lidhjeve,
Industria minerare: eksplorimi i mostrave gjeologjike dhe mineraleve,
Ekologjia: analiza e ujit dhe tokës,
Teknika: analiza e vajrave motorikë dhe lëngjeve të tjera teknike për papastërtitë metalike,
Kërkime biologjike dhe mjekësore.
Parimi i funksionimit.
Parimi i funksionimit të një spektometri të emetimit atomik është mjaft i thjeshtë. Bazohet në faktin se atomet e secilit element mund të lëshojnë dritë me gjatësi vale të caktuara - vija spektrale, dhe këto gjatësi vale janë të ndryshme për elementë të ndryshëm. Në mënyrë që atomet të lëshojnë dritë, ata duhet të ngacmohen - nga ngrohja, nga një shkarkesë elektrike, nga një lazer ose në ndonjë mënyrë tjetër. Sa më shumë atome të një elementi të caktuar të jenë të pranishëm në kampionin e analizuar, aq më i ndritshëm do të jetë rrezatimi i gjatësisë valore përkatëse.
Intensiteti i vijës spektrale të elementit të analizuar, përveç përqendrimit të elementit të analizuar, varet nga një numër i madh faktorësh të ndryshëm. Për këtë arsye, është e pamundur të llogaritet teorikisht marrëdhënia midis intensitetit të linjës dhe përqendrimit të elementit përkatës. Kjo është arsyeja pse analiza kërkon mostra standarde që janë të përafërta në përbërje me kampionin e analizuar. Më parë, këto mostra standarde ekspozohen (digjen) në pajisje. Në bazë të rezultateve të këtyre djegieve, për çdo element të analizuar ndërtohet një grafik kalibrimi, d.m.th. varësia e intensitetit të vijës spektrale të një elementi nga përqendrimi i tij. Më pas, gjatë analizës së mostrave, këto kurba të kalibrimit përdoren për të rillogaritur intensitetet e matura në përqendrime.
Përgatitja e mostrave për analizë.
Duhet të kihet parasysh se në fakt analizohen disa miligramë të mostrës nga sipërfaqja e saj. Prandaj, për të marrë rezultate të sakta, kampioni duhet të jetë homogjen në përbërje dhe strukturë, dhe përbërja e kampionit duhet të jetë identike me përbërjen e metalit të analizuar. Kur analizoni metalin në një shkritore ose shkritore, rekomandohet të përdorni kallëpe speciale për hedhjen e mostrave. Në këtë rast, forma e mostrës mund të jetë arbitrare. Është e nevojshme vetëm që kampioni i analizuar të ketë një sipërfaqe të mjaftueshme dhe të mund të mbërthehet në një trekëmbësh. Për analizën e mostrave të vogla, si shufra ose tela, mund të përdoren përshtatës të veçantë.
Përparësitë e metodës:
pa kontakt,
Mundësia e përcaktimit sasior të njëkohshëm të një numri të madh elementësh,
Saktësi e lartë,
Kufijtë e ulët të zbulimit,
Lehtësia e përgatitjes së mostrës
Çmim i ulët.
36. Spektroskopia e përthithjes atomike.
Metoda e përcaktimit sasior të përbërjes elementare të substancës së provës me anë të spektrave të përthithjes atomike, bazuar në aftësinë e atomeve për të absorbuar në mënyrë selektive rrezatimin elektromagnetik në zbërthim. pjesë të spektrit. A.-a.a. kryhet në një speciale pajisje - thithje. spektrofotometra. Një mostër e materialit të analizuar tretet (zakonisht me formimin e kripërave); tretësira në formën e një aerosoli futet në flakën e djegësit. Nën veprimin e një flake (3000°C), molekulat e kripës shpërndahen në atome, të cilat mund të thithin dritën. Pastaj një rreze drite kalon nëpër flakën e djegësit, në spektrin e së cilës ka linja spektrale që korrespondojnë me një ose një element tjetër. Nga rrezatimi total, linjat spektrale të hulumtuara izolohen nga një monokromatik dhe intensiteti i tyre fiksohet nga një njësi regjistrimi. Mat. përpunimi kryhet sipas formulës: J = J0 * e-kvI,
ku J dhe J0, janë intensiteti i dritës së transmetuar dhe rënëse; kv - koeficienti. absorbimi, në varësi të frekuencës së tij; I - trashësia e shtresës thithëse
më i ndjeshëm se termocentrali bërthamor
37. Nefelometria dhe turbidimetria.
S = lg (I°/I) intensiteti i incidentit. Në tretësirën (I °) ne ndajmë me intensitetin që del nga tretësira (I) \u003d
k-konst turbullira
b është gjatësia e shtegut të rrezes së dritës
N është numri i grimcave në njësi. r-ra
Analiza nefelometrike dhe turbidimetrike përdor fenomenin e shpërndarjes së dritës nga grimcat e ngurta të pezulluara në tretësirë.
Nefelometria është një metodë për përcaktimin e shpërndarjes dhe përqendrimit të sistemeve koloidale nga intensiteti i dritës së shpërndarë prej tyre. Nefelometria, matjet bëhen në një aparat të posaçëm nefelometri, funksionimi i të cilit bazohet në krahasimin e intensitetit të dritës së shpërndarë nga mediumi në studim me intensitetin e dritës së shpërndarë nga një medium tjetër që shërben si standard. Teoria e shpërndarjes së dritës nga sistemet koloidale, në të cilat madhësitë e grimcave nuk e kalojnë gjysmën e gjatësisë valore të dritës rënëse, u zhvillua nga fizikani anglez J. Rayleigh në 1871. Sipas ligjit të Rayleigh, intensiteti i dritës që shpërndava në një drejtim pingul me rrezen rënëse shprehet me formulën I \u003d QNvlk - ku q është intensiteti i dritës rënëse, N është numri i përgjithshëm i grimcave për njësi vëllimi, ose përqendrimi i pjesshëm, v është vëllimi i një grimce, \ është gjatësia e valës së dritës rënëse, k është një konstante në varësi të indekseve të thyerjes së grimcave koloidale dhe mjedisit të shpërndarjes së tyre përreth, distancës nga burimi i dritës, si dhe nga njësitë e pranuara të matjes
Turbidimetria është një metodë për analizimin e mediave të turbullta bazuar në matjen e intensitetit të dritës së përthithur prej tyre. Matjet turbidimetrike bëhen në dritën e transmetuar duke përdorur turbidimetra vizuale ose kolorimetra fotoelektrikë. Teknika e matjes është e ngjashme me atë kolorimetrike dhe bazohet në zbatueshmërinë e Bouguer-Lambert në mediat e turbullta - Ligji i Birrës, i cili në rastin e pezullimeve vlen vetëm për shtresa shumë të holla ose në hollime të konsiderueshme. Në turbidimetri kërkohet respektimi i kujdesshëm i kushteve për formimin e një faze të shpërndarë, të ngjashme me kushtet e vërejtura në nefelometri. Një përmirësim i rëndësishëm në turbidimetri është përdorimi i titrimit të pikut të turbidimetrisë duke përdorur kolorimetra fotoelektrikë. Turbidimetria përdoret me sukses për përcaktimin analitik të sulfateve, fosfateve, klorureve, cianideve, plumbit, zinkut etj.
Avantazhi kryesor i metodave nefelometrike dhe turbidimetrike është ndjeshmëria e tyre e lartë, e cila është veçanërisht e vlefshme në lidhje me elementët ose jonet për të cilët nuk ka reaksione ngjyrash. Në praktikë, për shembull, përdoret gjerësisht përcaktimi nefelometrik i klorurit dhe sulfatit në ujërat natyrore dhe objekte të ngjashme. Për sa i përket saktësisë, turbidimetria dhe nefelometria janë inferiore ndaj metodave fotometrike, gjë që vjen kryesisht për shkak të vështirësive në marrjen e suspensioneve me të njëjtat madhësi grimcash, qëndrueshmërisë në kohë etj. vetitë e pezullimit.
Nefelometria dhe turbidimetria përdoren, për shembull, për të përcaktuar SO4 në formën e një pezullimi të BaSO4, Cl- në formën e një pezullimi të AgCl, S2- në formën e një pezullimi të CuS me një më të ulët. kufijtë e përmbajtjes së përcaktuar ~ 0.1 µg/ml. Për të standardizuar kushtet e analizës në eksperimente, është e nevojshme të kontrollohet rreptësisht temperatura, vëllimi i pezullimit, përqendrimi i reagentëve, shpejtësia e trazimit dhe koha e matjeve. Reshjet duhet të jenë të shpejta dhe grimcat që do të depozitohen duhet të jenë të vogla dhe me vlerë p të ulët. Për të parandaluar koagulimin e grimcave të mëdha, një stabilizues i shtohet shpesh tretësirës, për shembull. xhelatinë, glicerinë.
38. Kromatografia: historia e ndodhjes, parimi i metodës, aplikimi në gjykatë. Hulumtimi.
Kromatografia është një metodë dinamike e absorbimit për ndarjen dhe analizimin e përzierjeve të substancave, si dhe studimin e vetive fiziko-kimike të substancave. Ai bazohet në shpërndarjen e substancave midis dy fazave - stacionare (faza e ngurtë ose e lëngshme e lidhur në një bartës inert) dhe e lëvizshme (faza e gazit ose e lëngshme, eluenti). Emri i metodës lidhet me eksperimentet e para në kromatografi, gjatë të cilave zhvilluesi i metodës, Mikhail Tsvet, ndau pigmente bimore me ngjyra të ndezura.
Metoda e kromatografisë u përdor për herë të parë nga botanisti rus Mikhail Semenovich Tsvet në vitin 1900. Ai përdori një kolonë të mbushur me karbonat kalciumi për të ndarë pigmentet bimore. Raporti i parë mbi zhvillimin e metodës së kromatografisë u bë nga Tsvet më 30 dhjetor 1901 në Kongresi XI i Natyralistëve dhe Mjekëve në Shën Petersburg. Puna e parë e shtypur mbi kromatografinë u botua në 1903 në revistë Procedurat e Shoqatës së Natyralistëve të Varshavës. Termi për herë të parë kromatografia u shfaq në dy vepra të shtypura të Color në 1906 të botuara në një revistë gjermane Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. Në 1907 Color demonstron metodën e tij Shoqëria Botanike Gjermane.
Në 1910-1930, metoda u harrua në mënyrë të pamerituar dhe praktikisht nuk u zhvillua.
Në 1931, R. Kuhn, A. Winterstein dhe E. Lederer izoluan fraksionet α dhe β në formë kristalore nga karotina e papërpunuar duke përdorur kromatografinë, e cila tregoi vlerën përgatitore të metodës.
Në vitin 1941, A. J. P. Martin dhe R. L. M. Sing zhvilluan një formë të re të kromatografisë bazuar në ndryshimin në koeficientët e shpërndarjes së substancave që do të ndahen midis dy lëngjeve të papërziershme. Metoda quhet " kromatografia e ndarjes».
Në vitin 1947, T. B. Gapon, E. N. Gapon dhe F. M. Shemyakin zhvilluan metodën e "kromatografisë së shkëmbimit të joneve".
Në vitin 1952, J. Martin dhe R. Singh u nderuan me Çmimin Nobel në Kimi për krijimin e një metode kromatografie të ndarjes.
Nga mesi i shekullit të 20-të e deri në ditët e sotme, kromatografia është zhvilluar me shpejtësi dhe është bërë një nga metodat analitike më të përdorura.
Klasifikimi: Gaz, Lëng
Bazat e kromatografisë. procesi. Për kryerjen e kromatografisë ndarja në-në ose përcaktimi i tyre fizik.-kimik. karakteristikat zakonisht përdorin të veçanta. pajisje - kromatografë. Kryesor nyjet e kromatografit - kromatografik. kolonë, detektor dhe pajisje për injektimin e mostrës. Kolona që përmban sorbentin kryen funksionin e ndarjes së përzierjes së analizuar në përbërësit e saj, dhe detektori kryen funksionin e sasive të tyre. përkufizimet. Detektori, i vendosur në daljen e kolonës, automatikisht përcakton vazhdimisht përqendrimin e përbërjeve të ndara. në rrjedhën e celularit Pas futjes së përzierjes së analizuar me rrjedhjen e fazës së lëvizshme në kolonë, zonat e all in-in vendosen në fillim të kromatografisë. kolona (Fig. 1). Nën veprimin e rrjedhës së fazës së lëvizshme, përbërësit e përzierjes fillojnë të lëvizin përgjatë kolonës me dekomp. shpejtësitë, vlerat e të cilave janë në përpjesëtim të zhdrejtë me koeficientët e shpërndarjes K të komponentëve të kromatografuar. Substancat e thithura mirë, vlerat e konstantave të shpërndarjes për të cilat janë të mëdha, lëvizin përgjatë shtresës sorbuese përgjatë kolonës më ngadalë sesa ato të thithura dobët. Prandaj, komponenti A largohet më shpejt nga kolona, pastaj komponenti B dhe komponenti C është i fundit që largohet nga kolona (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.
Oriz. një. Ndarja e një përzierjeje prej tre komponentësh (A, B dhe C) në një kolonë kromatografike K me një detektor D: a - pozicioni i zonave kromatografike të përbërësve që do të ndahen në kolonë në intervale të caktuara kohore; b - kromatogrami (C - sinjal, t - koha) .
Me kromatografi me shtresë të sheshtë. ndarja, një fletë letre ose një pjatë me një shtresë sorbent të veshur me mostra të in-va të hetuar vendoset në një kromatografik. kamera. Pas ndarjes, përbërësit përcaktohen me çdo metodë të përshtatshme.
39. Klasifikimi i metodave kromatografike.
Kromatografia është një metodë e ndarjes dhe analizës së substancave bazuar në shpërndarjen e analizuesit. V-va ndërmjet 2 fazave: e lëvizshme dhe e palëvizshme
Një tretësirë e një përzierje substancash që do të ndahet kalohet përmes një tub qelqi (kolona adsorbimi) të mbushur me një adsorbent. Si rezultat, përbërësit e përzierjes mbahen në lartësi të ndryshme të kolonës adsorbuese në formën e zonave (shtresave) të veçanta. Gjërat janë adsorber më të mirë. Nah në krye të kolonës, dhe më keq absorbohet në pjesën e poshtme të kolonës. In-va nuk mund të absorbohet - kalojnë nëpër kolonë pa u ndalur dhe grumbullohen në filtër.
Klasifikimet:
1. Sipas gjendjes së grumbullimit të fazave.
1) E luajtshme
A) gaz (gazrat inerte: helium, argon, ozon)
B) të lëngshme
2. sipas mënyrës së kryerjes
1) në një aeroplan (planar); shtresë e hollë letre
2) kolona
A) e mbushur (kolona e mbushur e mbushur me sorbent)
B) kapilar (kapilar xhami i hollë/kuarci në sipërfaqen e brendshme të së cilës aplikohet faza stacionare)
Mund të def. Artikuj në sasi të vogla.
Lënda e paqëndrueshme është e ndarë.
40. Kromatogram. Parametrat bazë të pikut kromatografik.
Kromatogrami është rezultat i regjistrimit në kohë të varësisë së përqendrimit të përbërësve në dalje të kolonës.
H S
Çdo majë në kromatogram karakterizohet nga dy parametrat bazë
1. Koha e mbajtjes ( t R) është koha nga momenti i injektimit të kampionit të analizuar deri në momentin e regjistrimit të maksimumit të pikut kromatografik. Varet nga natyra e substancës dhe është një karakteristikë cilësore.
2. Lartësia ( h) ose zona ( S) kulmin
S = ½ ω × h. (4)
Lartësia dhe sipërfaqja e majës varen nga sasia e substancës dhe janë karakteristika sasiore.
Koha e mbajtjes përbëhet nga dy komponentë - koha e qëndrimit të substancave në fazën e lëvizshme ( t m) dhe koha e qëndrimit në fazën e palëvizshme ( t s):
Identifikimi i majave të përbërësve të panjohur të përzierjes së analizuar kryhet me anë të krahasimit (krahasimit) referohet. vlerat e përcaktuara drejtpërdrejt nga kromatogrami, me të dhënat tabelare përkatëse për përbërjet e njohura. Kur identifikohet në kromatografi, vetëm negative është e besueshme. përgjigje; për shembull, kulmi i nuk është në aksionin A nëse kohët e mbajtjes së pikut i dhe in-va A nuk përputhen. Koincidenca e kohëve të mbajtjes së pikut i dhe in-va A është një kusht i domosdoshëm, por jo i mjaftueshëm për përfundimin se kulmi i është në A.
Në punën praktike, zgjedhja e një ose një parametri tjetër për interpretimin sasior të kromatogrameve përcaktohet nga ndikimi i kombinuar i disa faktorëve, shpejtësia dhe komoditeti i llogaritjes, forma (e gjerë, e ngushtë) dhe shkalla e asimetrisë së pikut kromatografik. , efikasiteti i kolonës së përdorur, plotësia e ndarjes së përbërësve të përzierjes, disponueshmëria e pajisjeve të nevojshme të automatizuara (integruesit, sistemet kompjuterike për përpunimin e të dhënave të analizës kromatografike).
Parametri i përcaktuar i pikut kromatografik matet nga operatori në kromatogram me dorë në fund të ciklit të ndarjes së përbërësve të përzierjes së analizuar.
Parametri i përcaktuar i pikut kromatografik matet automatikisht duke përdorur voltmetra dixhitalë, integrues ose kompjuterë të specializuar njëkohësisht me ndarjen e përbërësve të përzierjes së analizuar në kolonë dhe regjistrimin e kromatogramit.
Meqenëse teknika e deshifrimit të kromatogrameve është reduktuar në matjen e parametrave të majave kromatografike të përbërjes me interes dhe standardit, kushtet kromatografike duhet të sigurojnë ndarjen e tyre të plotë, nëse është e mundur, të gjithë përbërësit e tjerë të kampionit origjinal sipas kushteve të pranuara të analizës mund të të mos ndahen nga njëri-tjetri apo edhe të mos shfaqen fare në kromatogram (ky është avantazhi i metodës së standardit të brendshëm ndaj metodës së normalizimit të brendshëm)
41. Analiza kromatografike cilësore.
Me gjatësi të mjaftueshme të kolonës, mund të arrihet ndarja e plotë e përbërësve të çdo përzierjeje. Dhe pas elucionit të përbërësve të ndarë në fraksione (eluate) të veçanta, përcaktoni sasinë e përbërësve të përzierjes (korrespondon me numrin e eluateve), përcaktoni përbërjen e tyre cilësore, përcaktoni sasinë e secilit prej tyre duke përdorur metodat e duhura të analizës sasiore.
Analiza kromatografike cilësore, d.m.th. identifikimi i një substance nga kromatogrami i saj mund të kryhet duke krahasuar karakteristikat kromatografike, më së shpeshti vëllimin e mbajtur (d.m.th., vëllimi i fazës së lëvizshme të kaluar nëpër kolonë nga fillimi i hyrjes së përzierjes deri në shfaqjen e këtij komponenti në kolonë dalje), gjendet në kushte të caktuara për përbërësit e përzierjeve të analizuara dhe për standardin.
42. Analiza sasiore kromatografike.
Analiza sasiore kromatografike zakonisht kryhet në një kromatograf. Metoda bazohet në matjen e parametrave të ndryshëm të pikut kromatografik, në varësi të përqendrimit të substancave të kromatografike - lartësia, gjerësia, sipërfaqja dhe vëllimi i mbajtur ose produkti i vëllimit të mbajtur dhe lartësia e pikut.
Në kromatografinë sasiore të gazit, përdoren metodat e kalibrimit absolut dhe normalizimit të brendshëm, ose normalizimit. Përdoret gjithashtu një metodë standarde të brendshme. Me kalibrimin absolut, varësia e lartësisë ose zonës së majës nga përqendrimi i substancës përcaktohet në mënyrë eksperimentale dhe ndërtohen grafikët e kalibrimit ose llogariten koeficientët përkatës. Më pas, përcaktohen të njëjtat karakteristika të majave në përzierjen e analizuar dhe përqendrimi i analitit gjendet nga kurba e kalibrimit. Kjo metodë e thjeshtë dhe e saktë është ajo kryesore në përcaktimin e mikropapastërtive.
Kur përdorni metodën e normalizimit të brendshëm, shuma e çdo parametri të pikut, për shembull, shuma e lartësive të të gjitha majave ose shuma e sipërfaqeve të tyre, merret si 100%. Pastaj raporti i lartësisë së një maje individuale me shumën e lartësive ose raporti i sipërfaqes së një maje me shumën e sipërfaqeve, kur shumëzohet me 100, do të karakterizojë pjesën masive (%) të përbërësit në përzierje. Me këtë qasje, është e nevojshme që varësia e vlerës së parametrit të matur nga përqendrimi të jetë e njëjtë për të gjithë përbërësit e përzierjes.
43. Kromatografi planare. Përdorimi i kromatografisë me shtresë të hollë për analizën e bojës.
Forma e parë e përdorimit të celulozës në kromatografinë me shtresë të hollë ishte kromatografia me letër. Pllakat e disponueshme për TLC dhe TLC me fuqi të lartë lejojnë ndarjen e përzierjeve të substancave polare, ndërsa të paktën përzierjet treshe të ujit, një tretës organik i papërzier me të dhe një tretës i tretshëm në ujë që nxit formimin e një faze dhe [vos] janë përdoret si eluent:
ku E°- Potenciali standard i elektrodës, V;
nështë numri i elektroneve të përfshira në proces.
Matjet potenciometrike kryhen duke ulur dy elektroda në tretësirë - një elektrodë treguese që reagon ndaj përqendrimit të joneve që përcaktohet, dhe një elektrodë standarde ose një elektrodë referencë, në lidhje me të cilën matet potenciali tregues. Përdoren disa lloje treguesish dhe elektroda standarde.
Elektroda të llojit të parë janë të kthyeshme në lidhje me jonet metalike nga të cilat përbëhet elektroda. Kur një elektrodë e tillë ulet në një tretësirë që përmban katione metalike, formohet një palë elektrodë: M n + /M.
Elektroda të llojit të dytë janë të ndjeshme ndaj anioneve dhe përfaqësojnë një metal M të veshur me një shtresë të kripës së tij të patretshme MA me një anion A- ndaj të cilave elektroda është e ndjeshme. Pas kontaktit të një elektrode të tillë me një zgjidhje që përmban anionin e treguar A-, lind një E potenciale, vlera e së cilës varet nga produkti i tretshmërisë së kripës
ETJ MA dhe përqendrimi i anionit [ A-] në tretësirë.
Elektrodat e llojit të dytë janë klorur argjendi dhe kalomel. Elektrodat e ngopura të klorurit të argjendit dhe kalomelit mbajnë një potencial konstant dhe përdoren si elektroda referencë, kundrejt të cilave matet potenciali i elektrodës treguese.
Elektroda inerte- një pjatë ose tel e bërë nga metale të vështira për t'u oksiduar - platin, ari, paladium. Ato përdoren për të matur E në tretësirat që përmbajnë një çift redoks (për shembull, Fe 3+ / Fe 2+).
Elektrodat e membranës lloje të ndryshme kanë një membranë në të cilën lind potenciali membranor E. Vlera e E varet nga ndryshimi i përqendrimeve të të njëjtit jon në anët e ndryshme të membranës. Elektroda e membranës më e thjeshtë dhe më e përdorur është elektroda e qelqit.
Përzierja e kripërave të patretshme AgBr, AgCl, AgI dhe të tjera me disa plastikë (goma, polietileni, polistiren) çuan në krijimin elektroda selektive jonike në Br-, Cl-, I-, duke thithur në mënyrë selektive jonet e treguara nga tretësira për shkak të rregullit Panet-Fajans-Han. Meqenëse përqendrimi i joneve që duhet të përcaktohet jashtë elektrodës ndryshon nga ai brenda elektrodës, ekuilibrat në sipërfaqet e membranës ndryshojnë, gjë që çon në shfaqjen e një potenciali membranor.
Për të kryer përcaktimet potenciometrike, një qelizë elektrokimike është mbledhur nga një elektrodë referencë treguese, e cila ulet në tretësirën e analizuar dhe lidhet me një potenciometër. Elektrodat e përdorura në potenciometri kanë një rezistencë të madhe të brendshme (500-1000 MΩ), kështu që ekzistojnë lloje të potenciometrave që janë voltmetra komplekse elektronike me rezistencë të lartë. Për të matur EMF-në e sistemit të elektrodës në potenciometra, përdoret një qark kompensimi për të zvogëluar rrymën në qarkun e qelizës.
Më shpesh, potenciometrat përdoren për matjet e drejtpërdrejta të pH, përqendrimet e joneve të tjera pNa, pK, pNH?, pCl dhe mV. Matjet bëhen duke përdorur elektroda të përshtatshme jono-selektive.
Për të matur pH, përdoret një elektrodë xhami dhe një elektrodë referimi e klorurit të argjendit. Para kryerjes së analizave, është e nevojshme të kontrolloni kalibrimin e matësve të pH duke përdorur zgjidhje standarde tampon, kanalet e fiksimit të të cilave aplikohen në pajisje.
PH metra përtej matjeve direkte pH, pNa, pK, pNH?, pCl dhe të tjera lejojnë që të përcaktohet titrimi potenciometrik i jonit.
1.3 Titrimi potenciometrik
Titrimi potenciometrik kryhet në rastet kur treguesit kimikë nuk mund të përdoren ose në mungesë të një treguesi të përshtatshëm.
Në titrimin potenciometrik, elektrodat e potenciometrit të zhytura në tretësirën e titruar përdoren si tregues. Në këtë rast përdoren elektroda të ndjeshme ndaj joneve të titrueshme. Në procesin e titrimit ndryshon përqendrimi i joneve, i cili regjistrohet në shkallën e sondës matëse të potenciometrit. Pasi regjistrojnë leximet e potenciometrit në njësi të pH ose mV, ata ndërtojnë një grafik të varësisë së tyre nga vëllimi i titrimit (lakorja e titrimit), përcaktojnë pikën e ekuivalencës dhe vëllimin e titrantit të përdorur për titrim. Në bazë të të dhënave të marra ndërtohet një kurbë titrimi potenciometrik.
Kurba potenciometrike e titrimit ka një formë të ngjashme me kurbën e titrimit në analizën titrimetrike. Pika e ekuivalencës përcaktohet nga kurba e titrimit, e cila është në mes të kërcimit të titrimit. Për ta bërë këtë, vizatoni tangjentet në seksionet e kurbës së titrimit dhe përcaktoni pikën e ekuivalencës në mes të tangjentës së kërcimit të titrimit. Vlera më e lartë e ndryshimit ? pH/?V fiton në pikën e barasvlerës.
Edhe më saktë, pika e ekuivalencës mund të përcaktohet me metodën e Grantit, e cila përdoret për të ndërtuar varësinë. ? V/?E në vëllimin e titrantit. Metoda Gran mund të përdoret për të kryer titrimin potenciometrik pa e çuar atë në pikën e ekuivalencës.
Titrimi potenciometrik përdoret në të gjitha rastet e analizës titrimetrike.
Titrimi acid-bazë përdor një elektrodë qelqi dhe një elektrodë referencë. Meqenëse elektroda e qelqit është e ndjeshme ndaj ndryshimeve në pH të mediumit, kur ato titrohen, ndryshimet në pH të mediumit regjistrohen në potenciometër. Titrimi potenciometrik acid-bazë përdoret me sukses në titrimin e acideve dhe bazave të dobëta (pK? 8). Gjatë titrimit të përzierjeve të acideve, është e nevojshme që pK e tyre të ndryshojë me më shumë se 4 njësi, përndryshe një pjesë e acidit më të dobët titrohet së bashku me një të fortë dhe kërcimi i titrimit nuk shprehet qartë.
Kjo ju lejon të përdorni potenciometrinë për të ndërtuar kurba eksperimentale të titrimit, për të zgjedhur treguesit për titrim dhe për të përcaktuar konstantet e aciditetit dhe bazitetit.
Në titrimin potenciometrik të reshjeve, një elektrodë metalike përdoret si tregues, që përbën një çift elektrodësh me jonet që do të përcaktohen.
Në titrimin kompleksometrik përdoren: a) një elektrodë metalike e kthyeshme ndaj jonit të metalit që do të përcaktohet; b) një elektrodë platini në prani të një çifti redoks në tretësirë. Kur një nga përbërësit e çiftit redoks lidhet nga një titran, përqendrimi i tij ndryshon, gjë që shkakton ndryshime në potencialin e elektrodës së platinit tregues. Përdoret gjithashtu titrimi i kundërt i një tepricë të një solucioni EDTA të shtuar në një kripë metali me një tretësirë të një kripe hekuri (III).
Në titrimin redoks, përdoren një elektrodë referimi dhe një elektrodë treguese platini e ndjeshme ndaj çifteve redoks.
Titrimi potenciometrik është një nga metodat më të përdorura të analizës instrumentale për shkak të thjeshtësisë, aksesueshmërisë, selektivitetit dhe mundësive të gjera.
1.4 Konduktometria. Titrimi konduktometrik
Konduktometria bazohet në matjen e përçueshmërisë elektrike të një solucioni. Nëse dy elektroda vendosen në një tretësirë të një lënde dhe një ndryshim potencial aplikohet në elektroda, atëherë një rrymë elektrike do të rrjedhë përmes tretësirës. Si çdo përcjellës i energjisë elektrike, tretësirat karakterizohen nga rezistenca R dhe përçueshmëria e tij reciproke - elektrike L:
ku R- rezistencë, Ohm;
Rezistenca, Ohm. cm;
S - sipërfaqja, cm 2 .
ku L - përçueshmëria elektrike, Ohm-1;
R- rezistencë, Ohm.
Analiza konduktometrike kryhet duke përdorur përçues - pajisje që matin rezistencën e tretësirave. Sipas sasisë së rezistencës R të përcaktojë përçueshmërinë elektrike të tretësirave me madhësi reciproke L.
Përcaktimi i përqendrimit të tretësirave kryhet me konduktometri të drejtpërdrejtë dhe me titrim konduktometrik. Konduktometria e drejtpërdrejtë përdoret për të përcaktuar përqendrimin e një tretësire nga një kurbë kalibrimi. Për të hartuar një grafik kalibrimi, matet përçueshmëria elektrike e një sërë tretësish me një përqendrim të njohur dhe ndërtohet një grafik kalibrues i varësisë së përçueshmërisë elektrike nga përqendrimi. Më pas matet përçueshmëria elektrike e tretësirës së analizuar dhe nga grafiku përcaktohet përqendrimi i saj.
Më shpesh përdoret titrimi konduktometrik. Në të njëjtën kohë, tretësira e analizuar vendoset në qelizë me elektroda, qeliza vendoset në një përzierës magnetik dhe titrohet me titrantin përkatës. Titranti shtohet në pjesë të barabarta. Pas shtimit të secilës pjesë të titrantit, matet përçueshmëria elektrike e tretësirës dhe vizatohet një grafik midis përçueshmërisë elektrike dhe vëllimit të titrantit. Kur shtohet një titran, përçueshmëria elektrike e tretësirës ndryshon në t.e. ka një lakim të lakores së titrimit.
Nga f lëvizshmëria e joneve varet nga elektriciteti përçueshmëria e tretësirës: aq më e lartë lëvizshmëria b jonet, aq më shumë elektrike përçueshmëria e tretësirës.
Titrimi konduktometrik ka disa përparësi. Mund të kryhet në mjedise të turbullta dhe me ngjyra, në mungesë të treguesve kimikë. Metoda është shumë e ndjeshme dhe lejon analizën e tretësirave të holluara të substancave (deri në 10-4 mol/dmi). Titrimi konduktometrik analizon përzierjet e substancave, sepse dallimet në lëvizshmërinë e joneve të ndryshme janë të rëndësishme dhe ato mund të titrohen në mënyrë diferenciale në prani të njëri-tjetrit.
Analiza konduktometrike është e lehtë për t'u automatizuar nëse tretësira titrant ushqehet nga bureta me një shpejtësi konstante dhe ndryshimi në përçueshmërinë elektrike të tretësirës regjistrohet në një regjistrues grafiku.
Kjo lloj konduktometrie quhet krono- analiza konduktometrike.
Titrimet konduktometrike acid-bazë mund të përdoren për të përcaktuar acidet e forta, acidet e dobëta, kripërat e bazave të dobëta dhe acidet e forta.
AT reshjet konduktometriketitrimi përçueshmëria elektrike e tretësirave të titruara fillimisht zvogëlohet ose mbetet në një nivel të caktuar konstant për shkak të lidhjes së elektrolitit të titruar me precipitatin, pasi d.m.th. kur shfaqet një tepricë e titrantit, ai rritet përsëri.
AT kompleksetitrimi metrikë konduktometrik ndryshimet në përçueshmërinë elektrike të tretësirës ndodhin për shkak të lidhjes së kationeve metalike në një kompleks me EDTA.
Redoks konduktometriketitro- ing bazohet në ndryshimin e përqendrimit të joneve që reagojnë dhe në shfaqjen e joneve të reja në tretësirë, gjë që ndryshon përçueshmërinë elektrike të tretësirës.
Vitet e fundit është zhvilluar konduktometri me frekuencë të lartë, në të cilën elektrodat nuk bien në kontakt me tretësirën, gjë që është e rëndësishme kur analizohen media dhe solucione agresive në enët e mbyllura.
Zhvilluar dy opsione - drejtkonduktometri me frekuencë të lartë dhe titrim me frekuencë të lartë.
Konduktometria e drejtpërdrejtë me frekuencë të lartë përdoret për të përcaktuar përmbajtjen e lagështisë së substancave, grurit, drurit, përqendrimit të tretësirave në enë të mbyllura - ampula, në analizën e lëngjeve agresive.
Titrimi me frekuencë të lartë kryhet në titues të veçantë - TV-6, TV-6L.
Titrimi konduktometrik me frekuencë të lartë kryhet sipas llojit të titrimit acido-bazik, redoks ose precipitues në rastet kur nuk ka tregues të përshtatshëm ose kur analizohen përzierjet e substancave.
1.5 Kulometria. Titrimi kulometrik
Në kulometri, substancat përcaktohen duke matur sasinë e energjisë elektrike të shpenzuar për transformimin e tyre elektrokimik sasior. Analiza kulometrike kryhet në një qelizë elektrolitike në të cilën vendoset një tretësirë e analitit. Kur një potencial i përshtatshëm aplikohet në elektrodat e qelizës, ndodh një reduktim elektrokimik ose oksidim i substancës. Sipas ligjeve të elektrolizës të zbuluara nga Faraday, sasia e substancës që reagoi në elektrodë është në përpjesëtim me sasinë e energjisë elektrike që kaloi përmes tretësirës:
ku g- masa e substancës së çliruar, g;
nështë numri i elektroneve të transferuara në procesin e elektrodës;
F- Numri Faraday (F = 96485 C/mol);
I- forca aktuale, A;
t- koha, s;
M- masa molare e substancës së çliruar, g/mol.
Analiza kulometrike bën të mundur përcaktimin e substancave që nuk depozitohen në elektroda ose nuk avullohen në atmosferë gjatë një reaksioni elektrokimik.
Të dallojë kulometrinë e drejtpërdrejtë dhe titrimin kulometrik. Saktësia dhe ndjeshmëria e lartë e metodave për matjen e rrymës elektrike siguron analiza kuloometrike me një saktësi unike prej 0,1-0,001%, dhe ndjeshmëri deri në 1 10 -8 ? 1 10 -10 g Prandaj analiza kuloometrike përdoret për përcaktimin e mikropapastërtive dhe produkteve të degradimit të substancave, gjë që është e rëndësishme për kontrollin e cilësisë së tyre.
Për tregues të d.m.th. në titrimin kulometrik, mund të përdoren metoda kimike dhe instrumentale - shtimi i treguesve, zbulimi i përbërjeve të ngjyrosura me metoda fotometrike ose spektrofotometrike.
Ndryshe nga metodat e tjera të analizës, kulometria mund të automatizohet plotësisht, gjë që minimizon gabimet e rastësishme në përcaktim. Kjo veçori u përdor në krijimin e tituesve automatikë kuloometrikë - instrumente të ndjeshëm që përdoren për analiza shumë të sakta kur metodat e tjera nuk janë mjaft të ndjeshme. Kur analizohen substanca që janë pak të tretshme në ujë, kulometria mund të kryhet në elektroda të bëra nga acetileni i zi, të cilat janë një absorbues i mirë dhe nxjerrin substanca të tilla nga mjedisi i reagimit me plotësi të mjaftueshme. Titrimi kulometrik është një metodë premtuese e analizës instrumentale. Mund të përdoret gjerësisht për të zgjidhur një sërë problemesh të veçanta analitike - analizën e papastërtive, sasive të vogla të barnave, përcaktimin e substancave toksike, elementëve gjurmë dhe komponimeve të tjera në materialin biologjik dhe mjedisin.
PËRFUNDIM
Punimi paraqet një përmbledhje të metodave kryesore të kërkimit elektrokimik, parimi, aplikimi, avantazhet dhe disavantazhet e tyre janë përshkruar në detaje.
Metodat e analizës elektrokimike -- një grup metodash sasiore të analizës kimike të bazuara në përdorimin e elektrolizës.
Varietetet e metodës janë analiza elektrogravimetrike (elektranaliza), elektroliza e brendshme, shkëmbimi i metaleve me kontakt (çimentimi), analiza polarografike, kulometria, etj. Në veçanti, analiza elektrogravimetrike bazohet në peshimin e një lënde të lëshuar në njërën nga elektroda. Metoda lejon jo vetëm kryerjen e përcaktimeve sasiore të bakrit, nikelit, plumbit etj., por edhe ndarjen e përzierjeve të substancave.
Përveç kësaj, metodat elektrokimike të analizës përfshijnë metoda të bazuara në matjen e përçueshmërisë elektrike (përçueshmëria) ose potencialit të elektrodës (potenciometria). Disa metoda elektrokimike përdoren për të gjetur pikën përfundimtare të një titrimi (titrimi amperometrik, titrimi konduktometrik, titrimi potenciometrik, titrimi kuloometrik).
LISTA E LITERATURËS SË PËRDORUR
1. Bazat e analizave moderne elektrokimike. Budnikov G.K., Maistrenko V.N., Vyaselev M.R., M., Mir, 2003.
2. J. Plambeck, ed. SG Mairanovsky Metodat elektrokimike të analizës. Bazat e teorisë dhe zbatimit: per. nga anglishtja. / Vidannya: Mir, 1985.
3. Damaskin B.B., Petriy O.A., Tsirlina G.A. Elektrokimi - M.: kimi, 2001. 624 f.
4. STO 005-2015. Sistemi i Menaxhimit të Cilësisë. Veprimtari edukative dhe metodike. Regjistrimi i projekteve (punimeve) të kurseve dhe punimeve kualifikuese përfundimtare të specialiteteve teknike.
Organizuar në Allbest.ru
...Dokumente të ngjashme
Klasifikimi i metodave elektrokimike të analizës, thelbi i voltammetrisë, konduktometrisë, potenciometrisë, amperometrisë, kulometrisë, zbatimi i tyre në mbrojtjen e mjedisit. Karakteristikat e pajisjeve kimiko-analitike dhe shitësit kryesorë.
punim afatshkurtër, shtuar 01/08/2010
Metodat elektrokimike bazohen në matjen e parametrave elektrikë të dukurive elektrokimike që ndodhin në tretësirën e provës. Klasifikimi i metodave elektrokimike të analizës. Titrimi potenciometrik, konduktometrik, kulometrik.
abstrakt, shtuar 01/07/2011
Klasifikimi i metodave elektrokimike të analizës. Përcaktimi potenciometrik i përqendrimit të një lënde në një tretësirë. Parimi i konduktometrisë. Llojet e reaksioneve në titrimin konduktometrik. Analiza sasiore polarografike. Kulometri direkte.
punim afatshkurtër, shtuar 04/04/2013
Thelbi i metodave elektroanalitike, aftësia për të marrë informacion eksperimental në lidhje me kinetikën dhe termodinamikën e sistemeve kimike. Avantazhet, disavantazhet dhe përshtatshmëria e voltammetrisë, përcjellshmërisë, potenciometrisë, amperometrisë dhe kulometrisë.
abstrakt, shtuar më 20.11.2009
Karakteristikat e përgjithshme të analizës potenciometrike. Elektroda treguese (shkëmbimi i elektroneve dhe selektivi i joneve). Llojet e metodës potenciometrike të analizës. Potenciometri e drejtpërdrejtë dhe titrimi potenciometrik. Matja e EMF e qarqeve elektrokimike.
punim afatshkurtër, shtuar 06/08/2012
Konceptet e përgjithshme, kushtet për kryerjen dhe klasifikimin e metodave elektrokimike të analizës. Analiza potenciometrike (potenciometria). Titrimi amperometrik (titrimi potenciometrik i polarizimit). Analiza sasiore polarografike.
abstrakt, shtuar 01.10.2012
Metodat e kërkimit elektrokimik, klasifikimi dhe thelbi i tyre, historia e shfaqjes. Përcaktimi i përqendrimit të acidit me titrim konduktometrik; potencialet e elektrodave, EMF e një qelize galvanike, ekuivalent elektrokimik i bakrit.
punim afatshkurtër, shtuar 15.12.2014
Studimi i metodës së analizës potenciometrike. Analiza dhe vlerësimi i objekteve të kërkimit. Studimi i teknikës së analizës potenciometrike të aplikuar në këtë objekt. Përcaktimi i mundësisë së përdorimit të metodave për analizën potenciometrike të produkteve të mishit.
punim afatshkurtër, shtuar 16.09.2017
Metodat bazë elektrokimike të analizës. Karakteristikat e përgjithshme të analizës potenciometrike. Llojet e metodës potenciometrike të analizës. Përdorimi i një qelize galvanike që përfshin dy elektroda. Procedura për matjen e potencialit të elektrodës treguese.
punim afatshkurtër, shtuar 08/11/2014
Klasifikimi i metodave instrumentale të analizës sipas parametrit që përcaktohet dhe metodës së matjes. Thelbi i titrimit potenciometrik, amperometrik, kromatografik dhe fotometrik. Përcaktimi cilësor dhe sasior i klorurit të zinkut.
Në metodat elektrokimike për matjen e përqendrimit, përdoret një qelizë elektrokimike. Qeliza më e thjeshtë përbëhet nga një palë elektroda të zhytura në një zgjidhje elektrolite. Tretësira e elektrolitit vendoset në një ose dy enë të lidhura me një urë me elektrolit (celula transferuese). Elektrodat mund të lidhen drejtpërdrejt me njëra-tjetrën me një përcjellës (elektrolizë e brendshme) ose me përçues përmes një burimi energjie (elektrolizë e jashtme).
Mekanizmi i transferimit të energjisë elektrike në pjesë të ndryshme të qarkut elektrik është i ndryshëm. Në përçuesit, ngarkesa elektrike bartet nga elektronet, në tretësirë - nga jonet. Në ndërfaqe, mekanizmi i përcjelljes ndryshon si rezultat i një reaksioni heterogjen redoks. Quhet një reaksion elektrokimik ose elektrod, domethënë një reaksion që lidhet me shkëmbimin e ngarkesave midis komponimeve kimike që janë në faza të ndryshme - të ngurta (sipërfaqja e elektrodës) dhe të lëngshme (tretësira e elektrolitit).
Ekzistojnë komponime kimike në tretësirë që dhurojnë lehtësisht elektrone në një elektrodë të bërë nga një material i caktuar, si platini ose grafiti, domethënë ato oksidohen në të. Një elektrodë e tillë quhet anodë. Në sipërfaqen e anodës formohet një agjent oksidues, i cili mund të qëndrojë në të (absorbohet), të tretet në materialin e anodës (anoda e merkurit) ose të shpërndahet në tretësirën e elektrolitit nën veprimin e forcave të difuzionit (gradienti i përqendrimit).
Për shembull, në një zgjidhje të CuCl 2
2Cl - - 2 e= Cl2
(E kuqe 1 - ne= ka 1)
Elektroda e tretësirës Pt
Cl - → ←Cl 2
Cl 2 i gaztë i formuar në sipërfaqen e elektrodës së platinit do të shpërndahet në tretësirën e elektrolitit.
Në tretësirë ka edhe komponime kimike që pranojnë lehtësisht elektrone nga elektroda, d.m.th. janë rikthyer në të. Një elektrodë e tillë quhet katodë. Në sipërfaqen e katodës formohet një agjent reduktues, i cili mund të qëndrojë në të (absorbohet), të tretet në materialin anodë (katoda e merkurit) ose të shpërndahet në tretësirën e elektrolitit nën veprimin e forcave të difuzionit.
Për shembull, në një zgjidhje të CuCl 2
Cu 2+- + 2e = Cu 0
(Ox 2 + ne = E kuqe 2)
tretësirë Hg-elektrodë
Cu 2+ → Cu 0 → Cu 0 (Hg)
Atomet e bakrit të formuar në sipërfaqen e elektrodës së merkurit do të shpërndahen thellë në merkur, duke u tretur në të me formimin e një amalgame.
Si në anodë ashtu edhe në katodë, formohen komponime të reja kimike, të cilat më parë nuk ishin në tretësirë. Nëse ka një transferim ngarkese nga një fazë në tjetrën, atëherë në ndërfaqe krijohet një potencial (energji) elektrik.
Nëse elektrodat janë të lidhura me një përcjellës, atëherë me një ndryshim të mjaftueshëm potencial midis elektrodave, rezistenca e tretësirës ndaj lëvizjes së ngarkesave do të kapërcehet dhe një rrymë elektrike do të rrjedhë përmes zgjidhjes (lëvizja e ngarkesave). Kjo rrymë mund të matet.
Metodat elektrokimike të analizës kimike bazohen në përdorimin e fenomeneve dhe proceseve që ndodhin në sipërfaqen e elektrodës, në shtresën afër elektrodës ose në tretësirën e elektrolitit, të shoqëruara me natyrën kimike dhe përmbajtjen e përbërësve në tretësirë.
Maten vetitë elektrike të sistemit elektrodë-elektrolit (potenciali i elektrodës, forca e rrymës elektrike, sasia e elektricitetit, përçueshmëria elektrike, etj.) Të gjitha sasitë elektrike të konsideruara varen nga përqendrimi i çdo përbërësi të tretësirës së elektrolitit. Prandaj, secili prej tyre - përçueshmëria elektrike e elektrolitit, potenciali i elektrodës, forca e rrymës elektrike, kapaciteti i shtresës elektrike të dyfishtë dhe të tjerët, mund të shërbejë si një sinjal analitik nëse lidhet funksionalisht me përqendrimi i analitit në tretësirën e analizuar dhe mund të matet. Vlerat e matura të vetive elektrike përdoren për analiza kimike sasiore dhe nganjëherë cilësore të përbërjes së një substance.
Ekzistojnë klasifikime të ndryshme të metodave elektrokimike për përcaktimin e përqendrimit të një komponenti. Për shembull, metodat mund të klasifikohen si më poshtë.
1. Metodat e bazuara në rrjedhën e reaksionit të elektrodës.
1.1. Metodat e bazuara në kalimin e rrymës elektrike përmes një qelize elektrokimike:
-- voltammetri– metodë, bazuar në matjen e fuqisë së rrymës së difuzionit të elektrooksidimit ose elektroreduktimit të komponentit të përcaktuar në një vlerë të caktuar të potencialit të elektrodës treguese;
-- kulometri– metodë, bazuar në matjen e sasisë së energjisë elektrike (ligji i Faradeit) të shpenzuar në reaksionin elektrokimik të komponentit që përcaktohet;
-- elektrogravimetria– metodë, bazuar në matjen e masës së përbërësit që do të përcaktohet, i lëshuar në elektrodë kur një rrymë elektrike kalon nëpër tretësirën e elektrolitit (ligji i Faradeit);
1.2 Metodat e bazuara në matjen e diferencës së potencialit midis një çifti elektrodash kur në një tretësirë rrjedhin rryma të papërfillshme:
-- potenciometria– metodë, bazuar në matjen e diferencës së potencialit ndërmjet elektrodës treguese dhe elektrodës referente;
2. Metodat që nuk lidhen me rrjedhën e reaksionit të elektrodës:
-- konduktometria– metodë, bazuar në matjen e përçueshmërisë elektrike specifike të një tretësire, e cila varet nga natyra dhe përqendrimi i përbërësve të tretur në të.
Përqendrimi i përbërësit të përcaktuar në kampionin e substancës së objektit të analizës kimike gjendet, si në çdo metodë tjetër fizike të analizës kimike, nga grafiku i kalibrimit.
Kujdes. Mjetet për matjen e vetive elektrike të substancave përdoren gjithashtu në metodat kimike të analizës sasiore kimike, siç është titrimi, për të fiksuar një vëllim ekuivalent të titrantit gjatë një reaksioni kimik. Kjo është e ashtuquajtura mënyra instrumentale (pa tregues) e fiksimit të pikës së ekuivalencës. Duke përdorur një mjet për matjen e vetive elektrike të substancave, matet vetia elektrike përkatëse e përbërësit të përcaktuar, e cila ndryshon me shtimin e secilës pjesë të titrantit. Në pikën e ekuivalencës, intensiteti i vetive të matura ndryshon ndjeshëm dhe ky moment mund të fiksohet me grafikim dhe përpunim grafik të kurbës së titrimit të grafikuar në koordinatat " vlera e matur e vetive elektrike – vëllimi i shtuar i titrantit”. Përqendrimi i komponentit të përcaktuar gjendet nga ligji i ekuivalentëve. Kjo zgjeron mundësitë e metodave titrimetrike në analizën e tretësirave me ngjyra, me re, mediave agresive etj., ku përdorimi i treguesve të ngjyrave për të rregulluar pikën e ekuivalencës është i pamundur. Metodat e titrimit në këtë rast quhen si më poshtë: metoda e titrimit potenciometrik, metoda e titrimit konduktometrik, metoda e titrimit amperometrik etj. Sipas metodës së krahasimit me standardin, këto metoda i përkasin metodave kimike të analizës kimike sasiore.
Përparësitë karakteristike të metodave elektrokimike të analizës kimike janë kufiri i ulët i përcaktimit, analiza e shpejtë, lehtësia e matjes me instrumente matëse, mundësia e automatizimit dhe vazhdimësia e analizave kimike. Megjithatë, proceset që ndodhin në qelizat elektrokimike janë mjaft të vështira për t'u kuptuar dhe interpretuar rezultatet e marra për shkak të paqartësisë së tyre, prandaj është praktikisht e pamundur të kryhet një analizë cilësore e një kampioni të substancës me këto metoda, gjë që kufizon mundësitë e metodave elektrokimike për analiza kimike e substancave.
Disavantazhi i metodave elektrokimike të analizës në krahasim me metodat kimike të analizës sasiore është saktësia e tyre relativisht e ulët (gabimi i analizës ~ 10%), megjithatë, disa metoda (kulometria, elektrogravimetria) janë shumë të sakta (gabimi i analizës ~ 0.01%).
2. METODAT ELEKTROKIMIKE TË ANALIZËS
Metodat elektrokimike të analizës dhe kërkimit bazohen në studimin dhe përdorimin e proceseve që ndodhin në sipërfaqen e elektrodës ose në hapësirën afër elektrodës. Si sinjal analitik mund të shërbejë çdo parametër elektrik (potenciali, forca e rrymës, rezistenca etj.) që lidhet funksionalisht me përqendrimin e tretësirës së analizuar dhe mund të matet saktë.
Të dallojë metoda elektrokimike direkte dhe indirekte. Në metodat direkte, përdoret varësia e forcës së rrymës (potencialit, etj.) nga përqendrimi i analitit. Në metodat indirekte matet forca e rrymës (potenciali etj.) për të gjetur pikën përfundimtare të titrimit të komponentit që do të përcaktohet me një titues të përshtatshëm, d.m.th. përdorni varësinë e parametrit të matur nga vëllimi i titrantit.
Për çdo lloj matje elektrokimike kërkohet një qark elektrokimik ose një qelizë elektrokimike, përbërës i së cilës është tretësira e analizuar.
2.1. Metoda potenciometrike e analizës
2.1.1. Ligjet dhe formulat bazë
Metodat potenciometrike bazohen në matjen e diferencës së potencialit midis elektrodës treguese dhe elektrodës së referencës, ose, më saktë, forcat elektromotore(EMF) të qarqeve të ndryshme, pasi është EMF, i cili është diferenca potenciale, që matet eksperimentalisht.
Potenciali i ekuilibrit të elektrodës treguese lidhur me aktivitetin dhe përqendrimin e substancave të përfshira në procesin e elektrodës, Ekuacioni Nernst:
E = E ° + R T / (n F ) ln (dhe oksid/dhe rivendosni)
E = E ° + R T / (n F ) ln ([ oksid] oksid /( [ rivendos] ү rivendos)),
R - konstante universale e gazit, e barabartë me 8,31 J / (mol. K); T është temperatura absolute; F - Konstanta e Faradeit (96500 C/mol); n - numri i elektroneve të përfshira në reaksionin e elektrodës; dhe oksid, dhe rivendosni- aktivitetet e formave të oksiduara dhe të reduktuara të sistemit redoks, përkatësisht;[ oksid] dhe[ rivendos] - përqendrimet e tyre molare; ү oksid, ү restaurim - koeficientët e aktivitetit; E ° është potenciali standard i sistemit redoks.
Zëvendësimi T= 298.15 K dhe vlerat numerike të konstanteve në ekuacion, marrim:
E = E ° + (0,059 / n) lg (dhe oksid/dhe rivendosni)
E = E ° + (0,059 / n) lg ([ oksid] oksid / ([ rivendos] ү rivendos))
Metodat e Potenciometrisë Direkte bazohen në aplikimin e ekuacionit Nernst për të gjetur aktivitetin ose përqendrimin e pjesëmarrësit të reaksionit të elektrodës nga EMF i matur eksperimentalisht i qarkut ose potenciali i elektrodës. Më e përdorura në mesin e metodave direkte potenciometrike është metoda e përcaktimit të pH-së, por zhvillimi i fundit i elektrodave të besueshme jon-selektive ka zgjeruar ndjeshëm mundësitë praktike të metodave direkte. Vlera e pH-së matet edhe me titrim potenciometrik.
Një elektrodë qelqi përdoret më shpesh për të përcaktuar pH. Përparësitë kryesore të elektrodës së qelqit janë lehtësia e funksionimit, ekuilibri i shpejtë dhe aftësia për të përcaktuar pH në sistemet redoks. Disavantazhet përfshijnë brishtësinë e materialit të elektrodës dhe kompleksitetin e punës në kalimin në zgjidhje fort alkaline dhe shumë acide.
Përveç përqendrimit të joneve të hidrogjenit, përmbajtja e disa dhjetëra joneve të ndryshme mund të përcaktohet me metodën e drejtpërdrejtë potenciometrike me elektroda selektive jonesh.
Titrimi potenciometrik bazuar në përcaktimin e pikës së ekuivalencës nga rezultatet e matjeve potenciometrike. Pranë pikës së ekuivalencës, ka një ndryshim të mprehtë (kërcim) në potencialin e elektrodës së treguesit. Ashtu si në të tjerët titrimetrike metodat, reaksionet potenciometrike të titrimit duhet të vazhdojnë në mënyrë strikte stoikiometrikisht, keni shpejtësi të lartë dhe shkoni deri në fund.
Për titrimin potenciometrik, një qark është mbledhur nga një elektrodë treguese në tretësirën e analizuar dhe një elektrodë referimi. Elektrodat e kalomelit ose klorurit të argjendit përdoren më shpesh si elektroda referencë.
Lloji i elektrodës treguese që përdoret në titrimin potenciometrik varet nga vetitë titrimetrike përzierjen dhe ndërveprimin e saj me elektrodën. Në titrimin acid-bazë, përdoret një elektrodë qelqi, në titrimin redoks, një elektrodë inerte (platin) ose një elektrodë që është e kthyeshme në lidhje me një nga jonet që përmbahen në titrimetrike përzierjet; në reshje - një elektrodë argjendi; në kompleksometrike- një elektrodë metalike e kthyeshme ndaj jonit metalik të titrueshëm.
Për të gjetur pikën e ekuivalencës, një kurbë diferenciale shpesh ndërtohet në koordinata D E/ D V-V . Pika e ekuivalencës tregohet nga maksimumi i kurbës së përftuar, dhe leximi përgjatë abshisës që korrespondon me këtë maksimum jep vëllimin e titrantit, shpenzuar për titrim në pikën ekuivalente. Përcaktimi i pikës së ekuivalencës me një kurbë diferenciale është shumë më i saktë sesa përdorimi i një marrëdhënieje të thjeshtë E - V.
Përparësitë kryesore të metodës së titrimit potenciometrik janë saktësia e lartë dhe aftësia për të kryer përcaktime në tretësira të holluara, në mjedise të turbullta dhe me ngjyrë, si dhe për të përcaktuar disa substanca në një tretësirë pa ndarje paraprake. Po zgjerohet ndjeshëm fusha e zbatimit praktik të titrimit potenciometrik me përdorimin e tretësve jo ujor. Ato bëjnë të mundur analizimin e sistemeve me shumë komponentë që nuk mund të përcaktohen në një tretësirë ujore, analizimin e substancave që janë të patretshme ose që dekompozohen në ujë, etj. Titrimi potenciometrik mund të automatizohet lehtësisht. Industria prodhon disa lloje autotitratorësh që përdorin sensorë potenciometrikë.
Disavantazhet e titrimit potenciometrik përfshijnë vendosjen jo gjithmonë të shpejtë të potencialit pas shtimit të titruesit dhe nevojën në shumë raste për të kryer një numër të madh leximesh gjatë titrimit.
Në analizën potenciometrike, llojet e ndryshme të potenciometrave janë instrumentet kryesore matëse. Ato janë krijuar për të matur EMF të sistemit të elektrodës. Meqenëse EMF varet nga aktiviteti i joneve përkatëse në tretësirë, shumë potenciometra ju lejojnë gjithashtu të matni drejtpërdrejt vlerën pX - logaritmin negativ të aktivitetit të jonit X. Potenciometra të tillë, të kompletuar me elektrodën përkatëse përzgjedhëse joni, quhen jonomere. Nëse potenciometri dhe sistemi i elektrodës janë krijuar për të matur aktivitetin vetëm të joneve të hidrogjenit, instrumenti quhet matës pH.A.A. Vikharev, S.A. Zuykova, N.A. Chemeris, N.G. Domina
PUNA KURSI
Sipas disiplinës: ______ ___________
SHËNIM SHPJEGUES
_______ Potenciometria dhe titrimi potenciometrik ________
(emri i plotë) (nënshkrimi)
GRADË: _____________
Data: ___________________
KONTROLLOHET
Menaxher i Projektit: Tsybizov A.V. /________________/
(emri i plotë) (nënshkrimi)
Shën Petersburg
Departamenti i Metalurgjisë së Metaleve me Ngjyra
PUNA KURSI
Sipas disiplinës _________ Metodat fizike dhe kimike të analizës së substancave __________
(emri i disiplinës akademike sipas kurrikulës)
USHTRIMI
Nxënësi në grup: ONG-10-1 Fandofan A.A. . (kodi i grupit) (emri i plotë)
1. Tema e projektit: Potenciometria dhe titrimi potenciometrik.
3. Lista e materialit grafik: Paraqitja e rezultateve në formën e grafikëve, tabelave, figurave.
4. Afati për projektin e përfunduar 10.12.12
Menaxher i Projektit: Tsybizov A.V. /________________/
(emri i plotë) (nënshkrimi)
Data e lëshimit të punës: 24.10.12
shënim
Ky shënim shpjegues është një raport mbi zbatimin e projektit të kursit. Qëllimi i punës është të mësoni se si të lundroni në rrjedhën kryesore të informacionit mbi kiminë analitike, të punoni me literaturën klasike dhe periodike në fushën e kimisë analitike të metaleve me ngjyra, të kuptoni dhe vlerësoni teknikisht me kompetencë metodat dhe metodat e propozuara të analizës. .
Faqe 17, vizatime 0.
Përmbledhja
Ky shënim shpjegues është një raport mbi zbatimin e një projekti kursi. Qëllimi është të mësohet të lundrojë në mediat kryesore në kiminë analitike, të punojë me literaturën klasike dhe revistat periodike në fushën e kimisë analitike të metaleve me ngjyra, teknikisht kompetent për të kuptuar dhe vlerësuar metodat dhe teknikat e analizës së propozuar.
Faqe 17, figura 0.
Abstrakt.. 3
Prezantimi. 5
Përshkrim i shkurtër i metodave elektrokimike të analizës.. 6
Potenciometria.. 7.
Potenciometri e drejtpërdrejtë.. 10
Titrimi potenciometrik. 13
konkluzioni. 16
Referencat.. 17
Prezantimi
Qëllimi i punës është të mësoni se si të lundroni në rrjedhën kryesore të informacionit mbi kiminë analitike, të punoni me literaturën klasike dhe periodike në fushën e kimisë analitike të metaleve me ngjyra, të kuptoni dhe vlerësoni teknikisht me kompetencë metodat dhe metodat e propozuara të analizës. .
Duke marrë parasysh veçoritë e kontrollit analitik në metalurgjinë me ngjyra (shumë elementë të përcaktuar, duke përfshirë elementët e gamës, elementët satelitorë; kombinimet komplekse të elementeve në minerale; një gamë shumë e gjerë e përqendrimeve të elementeve, etj.), ndër metodat e analizës fiziko-kimike. që kanë marrë shpërndarjen më të madhe në laboratorë fabrikash dhe kërkimore, duhet të përfshihen metoda të tilla klasike si titrimetria (përfshi kompleksometrinë), gravimetrinë (për përqendrime të larta të elementeve dhe analizën e arbitrazhit) dhe metodat optike të analizës që janë zhvilluar veçanërisht intensivisht kohët e fundit (spektrofotometria , metoda ekstraktuese-fotometrike, analiza atomike - absorbuese, analiza spektrale me rreze X) dhe elektrokimike (potenciometria, voltammetria).
Shumëllojshmëria e lëndëve të para na paraqet një gamë të gjerë metalesh dhe elementesh që duhen maturuar: metalet bazë të metalurgjisë me ngjyra dhe me ngjyra (bakër, nikel, plumb, zink, kallaj, alumin, magnez, titan, antimoni, arseniku , hekuri, kadmiumi, argjendi, krom etj.), elementet shkembiformuese (silikon, kalcium, natrium, klor, fluor, squfur, fosfor, etj.) dhe metale te rralla (litium, rubidium, cezium, zirkon, hafnium, vanadium, niobium, tantal, molibden, tungsten, renium, galium, indium, talium, germanium, selen, telur, etj.).
Përshkrim i shkurtër i metodave elektrokimike të analizës
Metodat elektrokimike të analizës dhe kërkimit bazohen në studimin dhe përdorimin e proceseve që ndodhin në sipërfaqen e elektrodës ose në hapësirën afër elektrodës. Si sinjal analitik mund të shërbejë çdo parametër elektrik (potenciali, forca e rrymës, rezistenca etj.) që lidhet funksionalisht me përqendrimin e tretësirës së analizuar dhe mund të matet saktë.
Një lehtësi e madhe është që metodat elektrokimike përdorin efekte elektrike, dhe se rezultati i këtij efekti (përgjigje) merret edhe në formën e një sinjali elektrik. Kjo siguron shpejtësi dhe saktësi të lartë të numërimit, hap mundësi të gjera për automatizim. Metodat elektrokimike të analizës dallohen nga ndjeshmëria dhe selektiviteti i mirë; në disa raste, ato mund të quhen mikroanalizë, pasi ndonjëherë më pak se 1 ml zgjidhje është e mjaftueshme për analizë.
Për çdo lloj matje elektrokimike kërkohet një qark elektrokimik ose një qelizë elektrokimike, përbërës i së cilës është tretësira e analizuar. Substanca që do të përcaktohet mund të përfshihet si në përbërjen e elektrolitit që mbush qelizën ashtu edhe në përbërjen e njërës prej elektrodave. Nëse reaksioni analitik redoks vazhdon spontanisht në elektrodat e qelizës, domethënë pa aplikimin e tensionit nga një burim i jashtëm, por vetëm për shkak të ndryshimit potencial (EMF) të elektrodave të tij, atëherë një qelizë e tillë quhet qelizë galvanike. .
Dalloni direkt dhe metodat elektrokimike indirekte . Në metodat direkte, përdoret varësia e forcës së rrymës (potencialit, etj.) nga përqendrimi i analitit. Në metodat indirekte matet forca e rrymës (potenciali etj.) për të gjetur pikën përfundimtare të titrimit të komponentit që do të përcaktohet me një titues të përshtatshëm, d.m.th. përdorni varësinë e parametrit të matur nga vëllimi i titrantit.
Sipas llojeve të sinjalit analitik, EMA ndahet në: 1) konduktometri - matje e përçueshmërisë elektrike të tretësirës testuese; 2) potenciometria- matja e potencialit të ekuilibrit pa rrymë të elektrodës treguese, për të cilën substanca në studim është përcaktuese e fuqisë; 3) kulometria - matja e sasisë së energjisë elektrike të nevojshme për transformimin e plotë (oksidimin ose reduktimin) e substancës në studim; 4) voltammetria - matja e karakteristikave të polarizimit të palëvizshëm ose jo të palëvizshëm të elektrodave në reaksionet që përfshijnë substancën e provës;
5) elektrogravimetria - matja e masës së një lënde të çliruar nga një tretësirë gjatë elektrolizës.
Potenciometria
Potenciometria (nga latinishtja potentia - forca, fuqia dhe greqishtja metreo - masë) është një metodë elektrokimike për përcaktimin e sasive të ndryshme fizike dhe kimike, e bazuar në matjen e potencialit të elektrodës së ekuilibrit të një elektrode treguese të zhytur në tretësirën e provës. Potenciali i elektrodës treguese, i cili përcaktohet nga aktiviteti i përbërësve të reaksionit elektrokimik, matet në lidhje me elektrodën e referencës. Potenciometria përdoret gjerësisht në kiminë analitike për të përcaktuar përqendrimin e substancave në tretësirë (titrim potenciometrik), për të matur përqendrimin e joneve të hidrogjenit (pH-metria), si dhe të joneve të tjera (jonometria).
Potenciometria bazohet në varësinë e potencialit të elektrodës së ekuilibrit E nga aktiviteti termodinamik a Përbërësit e reaksionit elektrokimik:
aA + bB + ... + n e m M+ R P + ...
Kjo varësi përshkruhet nga ekuacioni Nernst:
E = E° + R T/(n F) log ( a oksid / a rivendos)
E = E° + R T /(n F) ln ([oksid] ү oksid /([rivendos] ү rivendos)), ku
R- konstante universale e gazit, e barabartë me 8,31 J / (mol. K); T- temperaturë absolute; F- Konstanta e Faradeit (96500 C/mol); n- numri i elektroneve të përfshira në reaksionin e elektrodës; a oksid, a res - aktivitetet e formave të oksiduara dhe të reduktuara të sistemit redoks, përkatësisht; [oksid] dhe [rivendos] - përqendrimet e tyre molare; ү oksid, ү restaurim - koeficientët e aktivitetit; E° - potenciali standard i sistemit redoks.
Zëvendësimi T= 298.15 K dhe vlerat numerike të konstanteve në ekuacion, marrim:
E = E° + (0,059 / n) lg ( a oksid / a rivendos)
E = E° + (0,059 / n) lg ([oksid] ү oksid /([rivendos] ү rivendos))
Për matjet potenciometrike, është krijuar një qelizë galvanike me një elektrodë treguese , potenciali i të cilit varet nga aktiviteti i të paktën njërit prej përbërësve të reaksionit elektrokimik, dhe elektrodës referuese dhe matet forca elektromotore (emf) e këtij elementi.
Në potenciometri, qelizat galvanike përdoren pa transferim, kur të dyja elektroda vendosen në të njëjtën tretësirë testuese dhe me transferim, kur elektrodat janë në tretësirë të ndryshme që kanë kontakt elektrolitik me njëra-tjetrën. Kjo e fundit kryhet në atë mënyrë që tretësirat mund të përzihen me njëra-tjetrën vetëm me anë të difuzionit. Zakonisht ato ndahen nga një ndarje poroze qeramike ose plastike ose një mëngë qelqi e bluar fort. Elementet pa transferim përdoren kryesisht për matjen e konstanteve të ekuilibrit kimik. reaksionet, konstantet e disociimit të elektroliteve. konstantet e stabilitetit të përbërjeve komplekse, produktet e tretshmërisë, potencialet standarde të elektrodës, si dhe aktivitetet dhe koeficientët e aktivitetit të joneve. Elementet e transferimit përdoren për të përcaktuar konstantet e ekuilibrit "të dukshëm" (sepse ato nuk marrin parasysh potencialin e lëngshëm), aktivitetet dhe koeficientët e aktivitetit të joneve, si dhe në metodat potenciometrike të analizës.
Potenciometri e drejtpërdrejtë
Metodat e potenciometrisë së drejtpërdrejtë bazohen në aplikimin e ekuacionit Nernst për të gjetur aktivitetin ose përqendrimin e një pjesëmarrësi të reaksionit të elektrodës nga EMF i matur eksperimentalisht i qarkut ose potenciali i elektrodës. Potenciometria e drejtpërdrejtë përdoret për të përcaktuar drejtpërdrejt a jonet (për shembull, Ag + në një zgjidhje të AgNO 3) sipas vlerës së EMF të elektrodës së treguesit përkatës (për shembull, argjendi); në këtë rast, procesi i elektrodës duhet të jetë i kthyeshëm. Historikisht, metodat e para të potenciometrisë së drejtpërdrejtë ishin metodat për përcaktimin e vlerës së pH. . Një elektrodë qelqi përdoret më shpesh për të përcaktuar pH. Përparësitë kryesore të elektrodës së qelqit janë lehtësia e funksionimit, ekuilibri i shpejtë dhe aftësia për të përcaktuar pH në sistemet redoks. Disavantazhet përfshijnë brishtësinë e materialit të elektrodës dhe kompleksitetin e punës në kalimin në zgjidhje fort alkaline dhe shumë acide.
Shfaqja e elektrodave jo-selektive të membranës çoi në shfaqjen e jonometrisë (pX-metry), ku pX \u003d - lg Ah ah - aktiviteti i komponentit X të reaksionit elektrokimik. Ndonjëherë pH-metria konsiderohet si një rast i veçantë i jonometrisë. Kalibrimi i shkallëve të instrumenteve të potenciometrit sipas vlerave pX është i vështirë për shkak të mungesës së standardeve të duhura. Prandaj, kur përdorni elektroda selektive joni, aktiviteti (përqendrimi) i joneve përcaktohet, si rregull, duke përdorur një grafik kalibrimi ose metodën e shtesave. Përdorimi i elektrodave të tilla në tretësirat jo ujore është i kufizuar për shkak të paqëndrueshmërisë së trupit dhe membranës së tyre ndaj veprimit të tretësve organikë.
Potenciometria e drejtpërdrejtë përfshin gjithashtu redoksmetrinë - matjen e potencialeve standarde dhe reale redoks dhe konstantave të ekuilibrit të reaksioneve redoks. Potenciali redoks varet nga aktivitetet e oksiduar (O) dhe reduktuar ( a vos) format e materies. Redoksmetria përdoret gjithashtu për të përcaktuar përqendrimin e joneve në tretësirë. Potenciometria e drejtpërdrejtë duke përdorur elektroda metalike përdoret për të studiuar mekanizmin dhe kinetikën e reaksioneve të reshjeve dhe kompleksimit.
Përdoret gjithashtu metoda e kurbës së kalibrimit. . Për ta bërë këtë, një grafik kalibrimi është ndërtuar paraprakisht në koordinatat e EMF - lg NGA sq duke përdorur tretësirat standarde të jonit të analizuar që kanë të njëjtën forcë jonike të tretësirës.
Në këtë rast f sq(raporti i aktivitetit) dhe E diferencial(potenciali i difuzionit) mbeten konstante dhe grafiku bëhet linear. Pastaj, duke përdorur të njëjtën forcë jonike, matet EMF e qarkut me tretësirën e analizuar dhe përqendrimi i tretësirës përcaktohet nga grafiku. Një shembull i një përkufizimi është paraqitur në fig. një.
Fig.1. Kurba e kalibrimit për përcaktimin e përqendrimit me potenciometri të drejtpërdrejtë
Potenciometria e drejtpërdrejtë ka përparësi të rëndësishme. Gjatë matjeve, përbërja e tretësirës së analizuar nuk ndryshon. Në këtë rast, si rregull, nuk kërkohet ndarje paraprake e analitit. Metoda mund të automatizohet lehtësisht, gjë që bën të mundur përdorimin e saj për kontroll të vazhdueshëm të proceseve teknologjike.
