Электрохимические методы анализа. 1. Потенциометрический анализ

Схема ячейки для потенциометрических измерений

Среди методов и средств анализа растворов веществ, которыми располагает современная аналитическая химия, заметное место по широте и частоте использования занимают электрохимические методы. Эти методы основаны на изучении процессов, протекающих на поверхности электрода или в при электродном пространстве, и, как правило, сводятся к измерению таких (связанных законом Ома) параметров электроаналитической системы, как ее потенциал, сила, протекающего через нее тока, сопротивление, а также продолжительность электродного процесса. В соответствии с этим электрохимические методы анализа разделяют на потенциометрические, кулонометрические, вольтамперометрические и другие.

1. Потенциометрический анализ 

Потенциометрические методы анализа отличаются простотой организации, селективностью, универсальностью, экспрессностью, низкой себестоимостью.

Аналитическим сигналом потенциометрических методов анализа служит разность потенциалов между электродом сравнения, потенциал которого в условиях анализа неизменен, и специально подобранного для изучаемой системы индикаторного электрода, потенциал которого пропорционален, как правило, логарифму активности (концентрации) определяемого вещества (иона) (рис.). При этом, измерение потенциала должно быть организованно таким образом, чтобы исключить возможность протекания на электродах электрохимических реакций с участием определяемых веществ, т.е. собственно измерение не должно выводить электроаналитическую систему из состояния термодинамического равновесия, либо минимально воздействовать на нее. Первому условию отвечает компенсационный метод определения потенциала (наиболее точный, но и наиболее трудоемкий) с помощью потенциометра Погендорфа (1841), второму - не компенсационные методы (менее точные, но более практичные) с использованием усилителей с огромным входным сопротивлением (1012 Ом). 

По методике применения потенциометрического анализа различают косвенную и прямую потенциометрию. Косвенная потенциометрия, или потенциометрическое титрование (конечная точка титрования определяется по скачку измеряемого потенциала), является наиболее надежным методом определения концентраций определяемого вещества (иона) и позволяет избежать значительного числа систематических ошибок анализа. Прямая же потенциометрия (концентрация определяется по результатам однократного измерения потенциала) требует предварительной калибровки прибора по стандартным растворам, учета температуры измерения, учета влияния примесей других веществ в анализируемом растворе и, к тому же, строго говоря, определяет не концентрацию, а активность анализируемого вещества (иона). Кроме того, сама методика предполагает существование значительной относительной ошибки (от 1% до 10%) определения потенциала электрохимической ячейки. 


Авторская редакция главы из книги Н.Г. Ярышев, Д.А. Панкратов, М.И. Токарев, Н.Н. Камкин, С.Н. Родякина. Физические методы исследования и их практическое применение в химическом анализе: Учебное пособие. ISBN: 978-5-4263-0122-1. М.:Прометей, 2012, 160 стр.

Учебное пособие адресовано студентам, аспирантам и др. специалистам химических и биологических факультетов педагогических вузов. Содержание пособия соответствует Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования и учебно-методическим комплексам по дисциплинам: современные физико-химические методы исследования неорганических и органических веществ и химия окружающей среды. Пособие содержит введение, 6 глав и приложение, в котором приведены методики анализа, применяемые в настоящее время в аналитической химии, в том числе в лабораториях экологического мониторинга, испытательных лабораториях и в центрах государственного санитарно-эпидемиологического контроля.



Рейтинг@Mail.ru

http://www.youtube.com/RuRedOx

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов