Tabia ya njia za elektroni za kusoma muundo wa jambo kwa ufupi. Mbinu za utafiti wa electrochemical
Njia za electrochemical za uchambuzi- hii ni seti ya mbinu za uchambuzi wa ubora na kiasi kulingana na matukio ya electrochemical yanayotokea katikati chini ya utafiti au kwenye mpaka wa awamu na kuhusishwa na mabadiliko katika muundo, muundo wa kemikali au mkusanyiko wa analyte.
Aina za njia ni uchambuzi wa electrogravimetric (electroanalysis), electrolysis ya ndani, kubadilishana chuma cha mawasiliano (saruji), uchambuzi wa polarographic, coulometry, nk Hasa, uchambuzi wa electrogravimetric unategemea kupima dutu iliyotolewa kwenye moja ya electrodes. Njia hiyo inaruhusu sio tu kufanya maamuzi ya kiasi cha shaba, nickel, risasi, nk, lakini pia kutenganisha mchanganyiko wa vitu.
Kwa kuongeza, mbinu za uchambuzi wa electrochemical ni pamoja na mbinu kulingana na kupima conductivity ya umeme (conductometry) au uwezo wa electrode (potentiometry). Baadhi ya mbinu za elektrokemikali hutumika kupata sehemu ya mwisho ya titration (amperometric titration, conductometric titration, potentiometric titration, coulometric titration).
Kuna njia za umeme za moja kwa moja na zisizo za moja kwa moja. Kwa njia za moja kwa moja, utegemezi wa nguvu za sasa (uwezo, nk) juu ya mkusanyiko wa analyte hutumiwa. Kwa njia zisizo za moja kwa moja, nguvu za sasa (uwezo, nk) hupimwa ili kupata hatua ya mwisho ya titration ya sehemu ya kuamua na titrant inayofaa, i.e. tumia utegemezi wa parameter iliyopimwa kwa kiasi cha titrant.
Kwa aina yoyote ya vipimo vya electrochemical, mzunguko wa electrochemical au kiini electrochemical inahitajika, sehemu ambayo ni suluhisho la kuchambuliwa.
Mbinu za kielektroniki zimeainishwa kulingana na aina ya matukio yaliyopimwa wakati wa uchanganuzi. Kuna vikundi viwili vya njia za electrochemical:
1. Njia bila kuzidisha uwezo wa nje, kwa kuzingatia kupima tofauti inayowezekana ambayo hufanyika katika seli ya elektroni inayojumuisha elektroni na chombo kilicho na suluhisho la majaribio. Kundi hili la mbinu linaitwa potentiometriki. Katika mbinu za potentiometric, utegemezi wa uwezo wa usawa wa electrodes juu ya mkusanyiko wa ions zinazohusika na mmenyuko wa electrochemical kwenye electrodes hutumiwa.
2. Njia na uwekaji wa uwezo wa nje, kulingana na kipimo cha: a) conductivity ya umeme ya suluhisho - conductometry; b) kiasi cha umeme kinachopitishwa kupitia suluhisho - coulometry; c) utegemezi wa sasa juu ya uwezo unaotumika - voltammetry; d) wakati unaohitajika kwa kifungu cha mmenyuko wa kielektroniki - njia za chronoelectrochemical(chronovoltammetry, chronoconductometry). Katika mbinu za kikundi hiki, uwezo wa nje hutumiwa kwa electrodes ya kiini cha electrochemical.
Kipengele kikuu cha vyombo vya uchambuzi wa electrochemical ni kiini cha electrochemical. Katika mbinu bila kuanzishwa kwa uwezo wa nje, ni seli ya galvanic, ambayo, kutokana na tukio la athari za redox za kemikali, sasa umeme hutokea. Katika seli ya aina ya seli ya galvanic, elektroni mbili zinawasiliana na suluhisho iliyochambuliwa - elektrodi ya kiashiria, ambayo uwezo wake inategemea mkusanyiko wa dutu, na elektroni yenye uwezo wa mara kwa mara - elektrodi ya kumbukumbu, jamaa. ambayo uwezo wa electrode ya kiashiria hupimwa. Upimaji wa tofauti unaowezekana unafanywa na vifaa maalum - potentiometers.
Katika njia zilizo na uwezo mkubwa wa nje, kiini cha electrochemical, imeitwa hivyo kwa sababu elektrolisisi hutokea kwenye elektrodi za seli chini ya utendakazi wa uwezo unaotumika - uoksidishaji au upunguzaji wa dutu. Uchambuzi wa conductometric hutumia kiini cha conductometric ambayo conductivity ya umeme ya suluhisho hupimwa. Kulingana na njia ya matumizi, mbinu za electrochemical zinaweza kugawanywa katika njia za moja kwa moja, ambapo mkusanyiko wa vitu hupimwa kulingana na dalili ya kifaa, na titration ya electrochemical, ambapo dalili ya hatua ya usawa imewekwa kwa kutumia vipimo vya electrochemical. Kwa mujibu wa uainishaji huu, kuna potentiometry na titration potentiometric, conductometry na titration conductometric, nk.
Vyombo vya uamuzi wa elektroni, pamoja na kiini cha elektrokemikali, kichochezi, upinzani wa mzigo, ni pamoja na vifaa vya kupima tofauti inayowezekana, sasa, upinzani wa suluhisho, na kiasi cha umeme. Vipimo hivi vinaweza kufanywa na vyombo vya pointer (voltmeter au microammeter), oscilloscopes, potentiometers ya kurekodi moja kwa moja. Ikiwa ishara ya umeme kutoka kwa kiini ni dhaifu sana, basi inaimarishwa kwa msaada wa amplifiers ya redio. Katika vifaa vya njia zilizo na uwezo wa ziada wa ziada, sehemu muhimu ni vifaa vya kusambaza seli na uwezo unaofaa wa mkondo wa moja kwa moja au mbadala ulioimarishwa (kulingana na aina ya njia). Kitengo cha usambazaji wa nguvu kwa vyombo vya uchambuzi wa elektroni kawaida hujumuisha kirekebishaji na kiimarishaji cha voltage, ambayo inahakikisha uthabiti wa chombo.
Potentiometry inachanganya mbinu kulingana na kupima emf ya nyaya za electrokemikali inayoweza kubadilishwa wakati uwezo wa electrode inayofanya kazi iko karibu na thamani ya usawa.
Voltammetry inategemea utafiti wa utegemezi wa sasa wa polarization kwenye voltage inayotumiwa kwenye kiini cha electrochemical, wakati uwezo wa electrode ya kazi hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa thamani ya usawa. Inatumika sana kuamua vitu katika suluhisho na kuyeyuka (kwa mfano, polarography, amperometry).
Coulometry inachanganya mbinu za uchambuzi kulingana na kupima kiasi cha dutu iliyotolewa kwenye electrode wakati wa mmenyuko wa electrochemical kwa mujibu wa sheria za Faraday. Katika coulometry, uwezo wa electrode ya kazi hutofautiana na thamani ya usawa.
Uchunguzi wa conductometric unategemea mabadiliko katika mkusanyiko wa dutu au muundo wa kemikali wa kati katika nafasi ya interelectrode; haihusiani na uwezo wa electrode, ambayo ni kawaida karibu na thamani ya usawa.
Dielectrometry inachanganya mbinu za uchambuzi kulingana na kupima mara kwa mara dielectric ya dutu, kutokana na mwelekeo wa chembe (molekuli, ions) na wakati wa dipole katika uwanja wa umeme. Titration ya dielectrometric hutumiwa kuchambua suluhisho.
Utangulizi
Matumizi ya mbinu za electrochemical katika uchambuzi wa kiasi ni msingi wa matumizi ya utegemezi wa maadili ya vigezo vilivyopimwa vya michakato ya electrochemical (tofauti ya uwezo wa umeme, sasa, kiasi cha umeme) juu ya maudhui ya mchambuzi katika ufumbuzi uliochambuliwa unaoshiriki. katika mchakato huu wa electrochemical. Michakato ya electrochemical - michakato ambayo inaambatana na tukio la wakati huo huo la athari za kemikali na mabadiliko katika mali ya umeme ya mfumo, ambayo katika hali hiyo inaweza kuitwa. mfumo wa electrochemical. Katika mazoezi ya uchambuzi, mfumo wa electrochemical kawaida huwa na seli ya elektroni, ikiwa ni pamoja na chombo kilicho na ufumbuzi wa kuchambuliwa kwa njia ya umeme, ambayo electrodes huingizwa.
Uainishaji wa mbinu za electrochemical za uchambuzi
Njia za uchambuzi wa electrochemical zinaainishwa kwa njia tofauti. . Uainishaji kulingana na asili ya chanzo cha nishati ya umeme katika mfumo. Kuna makundi mawili ya mbinu. - Mbinu bila kuwekewa uwezo wa nje (wa ziada). Chanzo cha nishati ya umeme ni mfumo wa electrochemical yenyewe, ambayo ni kiini cha galvanic (mzunguko wa galvanic). Mbinu hizi ni pamoja na njia za potentiometri; nguvu ya electromotive (EMF) na uwezo wa electrode katika mfumo huo hutegemea maudhui ya mchambuzi katika suluhisho. - Mbinu na uwekaji wa uwezo wa nje (wa ziada). Mbinu hizi ni pamoja na:
O uchambuzi wa conductometric- kwa kuzingatia kupima conductivity ya umeme ya suluhisho kama kazi ya mkusanyiko wao;
O uchambuzi wa voltammetric- kwa kuzingatia kipimo cha sasa kama kazi ya tofauti inayojulikana inayowezekana na mkusanyiko wa suluhisho;
O uchambuzi wa coulometric- kwa kuzingatia kupima kiasi cha umeme kilichopitishwa kupitia suluhisho kama kazi ya mkusanyiko wake;
O uchambuzi wa electrogravimetric- kulingana na kupima wingi wa bidhaa ya mmenyuko wa electrochemical.
Uainishaji kulingana na njia ya matumizi ya mbinu za electrochemical. Kuna njia za moja kwa moja na zisizo za moja kwa moja.
- njia za moja kwa moja. Kigezo cha electrochemical kinapimwa kama kazi inayojulikana ya mkusanyiko wa suluhisho na, kwa mujibu wa dalili ya kifaa cha kupima sambamba, maudhui ya mchambuzi katika suluhisho hupatikana.
- mbinu zisizo za moja kwa moja. Njia za titration ambazo mwisho wa titration umewekwa kulingana na kipimo cha vigezo vya umeme vya mfumo.
Kulingana na uainishaji huu, kwa mfano, conductometry ya moja kwa moja Na titration conductometric, potentiometry moja kwa moja Na titration ya potentiometric na kadhalika.
Mwongozo huu hutoa kazi ya maabara tu kwa njia zifuatazo za electrochemical:
potentiometry ya moja kwa moja;
Titration ya Potentiometric;
titration ya coulometric.
Njia hizi zote ni pharmacopoeial na hutumiwa kudhibiti ubora wa dawa.
Tabia za jumla za uchambuzi wa potentiometri
Kanuni ya mbinu
Uchunguzi wa Potentiometri (potentiometry) unategemea kipimo cha EMF na uwezo wa elektrodi kama kazi ya mkusanyiko wa suluhisho lililochambuliwa.
Ikiwa katika mfumo wa electrochemical - kwenye seli ya galvanic - majibu hutokea kwenye elektroni:
pamoja na uhamisho n elektroni, kisha mlinganyo wa Nernst wa EMF E mwitikio huu unaonekana kama:
wapi EMF ya kawaida ya mmenyuko (tofauti ya uwezo wa kawaida wa electrode); R- mara kwa mara gesi ya ulimwengu wote; T ni joto kamili ambalo mmenyuko huendelea; F- Nambari ya Faraday; -
shughuli ya reagents - washiriki katika mmenyuko.
Mlinganyo (1) ni halali kwa EMF ya seli ya galvanic inayofanya kazi kwa kugeuzwa.
Kwa halijoto ya chumba, equation (1) inaweza kuwakilishwa katika fomu:
(2)
Chini ya hali wakati shughuli za vitendanishi ni takriban sawa na mkusanyiko wao, equation (1) inabadilika kuwa equation (3):
(3)
uko wapi viwango vya viitikio.
Kwa hali ya joto ya chumba, equation hii inaweza kuandikwa kama:
(4)
Kwa vipimo vya potentiometri katika seli ya elektroni, elektroni mbili hutumiwa:
. kiashiria electrode, uwezo ambao unategemea mkusanyiko wa dutu iliyopangwa (uwezo wa kuamua) katika suluhisho la kuchambuliwa;
. elektrodi ya kumbukumbu, ambao uwezo wake chini ya hali ya uchambuzi unabaki mara kwa mara.
Ndiyo maana thamani ya EMF iliyoamuliwa na milinganyo (14) inaweza kuhesabiwa kama tofauti kati ya uwezo halisi wa elektrodi hizi mbili.
Katika potentiometry, aina zifuatazo za electrodes hutumiwa: electrodes ya kwanza, aina ya pili, redox, membrane.
Electrodes ya aina ya kwanza. Hizi ni electrodes ambazo zinaweza kubadilishwa kwa suala la cation ya kawaida kwa nyenzo za electrode. Kuna aina tatu za elektroni za aina ya kwanza:
A) Metal M iliyoingizwa kwenye suluhisho la chumvi la chuma sawa. Mmenyuko unaoweza kubadilika hufanyika kwenye uso wa elektroni kama hizo:
Uwezo halisi wa electrode hiyo ya aina ya kwanza inategemea shughuli 
cations chuma na ni ilivyoelezwa na equations (5-8). Kwa ujumla, kwa joto lolote:
(5)
Kwa hali ya joto ya chumba:
(6)
Katika viwango vya chini 
wakati shughuli 
cations
chuma ni takriban sawa na mkusanyiko wao,
(7)
Kwa hali ya joto ya chumba:
(8)
b) Elektrodi za gesi, k.m. elektrodi ya hidrojeni, ikijumuisha elektrodi ya kawaida ya hidrojeni. Uwezo wa electrode ya hidrojeni ya gesi inayofanya kazi inakabiliwa na shughuli za ioni za hidrojeni, i.e. thamani ya pH ya suluhisho, na kwa joto la kawaida ni sawa na:
kwani kwa electrode ya hidrojeni uwezo wa kawaida unadhaniwa kuwa sifuri 
, na kwa mujibu wa mmenyuko wa electrode
idadi ya elektroni zinazoshiriki katika majibu haya ni sawa na moja: n= 1;
V) Electrodes za Amalgam, ambazo ni muunganisho wa chuma uliotumbukizwa katika suluhu iliyo na cations ya chuma sawa. Poten-
Idadi ya electrodes vile ya aina ya kwanza inategemea shughuli 
ka-
ioni za chuma katika suluhisho na shughuli a(M) chuma katika amalgam:
Electrodes za Amalgam zinaweza kubadilishwa sana. Electrodes ya aina ya pili kubadilishwa kwa heshima na anion. Kuna aina zifuatazo za elektroni za aina ya pili:
A. Chuma, ambacho uso wake umefunikwa na chumvi kidogo mumunyifu wa chuma sawa, kilichowekwa kwenye suluhisho iliyo na anions ambayo ni sehemu ya chumvi hii isiyoweza kuyeyuka. Mfano ni electrode ya kloridi ya fedha. 
, au electrode ya calomel 
,
Electrode ya kloridi ya fedha ina waya wa fedha uliopakwa chumvi ambayo huyeyuka kwa kiasi kidogo katika maji na kuzamishwa katika mmumunyo wa maji wa kloridi ya potasiamu. Mmenyuko unaoweza kugeuzwa hutokea kwenye elektrodi ya kloridi ya fedha:
Electrodi ya kaloriki ina zebaki ya metali iliyopakwa ute wa kloridi ya zebaki (I) mumunyifu kwa kiasi. 
- kalori, wasiliana
kuunganisha na suluhisho la maji ya kloridi ya potasiamu. Mmenyuko unaoweza kugeuzwa hufanyika kwenye elektrodi ya calomel:
Uwezo halisi wa elektroni za aina ya pili inategemea shughuli ya anions na kwa elektroni inayofanya kazi inayoweza kubadilika, ambayo majibu huendelea.
inafafanuliwa na milinganyo ya Nernst (9-12).
Kwa ujumla, kwa joto lolote linalokubalika T:
. (9)
Kwa hali ya joto ya chumba:
Kwa hali ambayo shughuli za anions ni takriban sawa na mkusanyiko wao 
:
. (11)
Kwa hali ya joto ya chumba:
(12)
Kwa mfano, uwezo halisi na, mtawaliwa, wa kloridi ya fedha na elektroni za kalori kwenye joto la kawaida inaweza kuwakilishwa kama:
Katika kesi ya mwisho, elektroni 2 zinahusika katika mmenyuko wa electrode (n\u003d 2) na ioni 2 za kloridi pia huundwa, kwa hivyo kizidishi cha logarithm pia ni 0.059.
Electrodes ya aina ya pili ya aina inayozingatiwa inabadilishwa sana na imara katika uendeshaji, kwa hiyo hutumiwa mara nyingi kama elektroni za kumbukumbu, zinazoweza kudumisha kwa uthabiti thamani inayowezekana;
b) elektrodi za gesi za aina ya pili, k.m. elektrodi ya kloridi,
Elektrodi za gesi za aina ya pili katika uwezo wa kiasi -
Uchambuzi wa kijiometri hutumiwa mara chache sana.
Redox electrodes. Zinajumuisha nyenzo za ajizi (platinamu, dhahabu, tungsten, titani, grafiti, n.k.) iliyoingizwa kwenye suluhisho iliyo na Ox iliyooksidishwa na kupunguzwa kwa aina Nyekundu za dutu hii. Kuna aina mbili za elektroni za redox:
1) electrodes, uwezo ambao hautegemei shughuli za ioni za hidrojeni, kwa mfano, nk;
2) electrodes, uwezekano wa ambayo inategemea shughuli ya ions hidrojeni, kwa mfano, electrode quinhydrone.
Kwenye elektroni ya redox, uwezo ambao hautegemei shughuli za ioni za hidrojeni, athari inayoweza kubadilika hufanyika:
Uwezo halisi wa elektroni kama hiyo ya redox inategemea shughuli ya aina zilizooksidishwa na zilizopunguzwa za dutu fulani na, kwa elektrodi inayofanya kazi inayoweza kubadilika, imeelezewa, kulingana na hali (kwa mlinganisho na uwezo ulio hapo juu), na hesabu za Nernst. ( 13-16 ):
(13) (14) (15) 
(16)
ambapo nukuu zote ni za kitamaduni.
Ikiwa ioni za hidrojeni hushiriki katika mmenyuko wa electrode, basi shughuli zao (mkusanyiko) huzingatiwa katika equations zinazofanana za Nernst kwa kila kesi maalum.
utando, au ion-kuchagua, electrodes- elektroni ambazo zinaweza kubadilishwa kwa heshima na ions fulani (cations au anions) zilizopigwa na membrane imara au kioevu. Uwezo halisi wa electrodes vile hutegemea shughuli za ions hizo katika suluhisho ambalo hupigwa na membrane.
Electrodes za membrane zilizo na membrane dhabiti zina membrane nyembamba sana, pande zote mbili ambazo kuna suluhisho tofauti zilizo na ioni za uchanganuzi sawa, lakini kwa viwango tofauti: suluhisho (kawaida) na mkusanyiko unaojulikana wa ioni za uchanganuzi na suluhisho iliyochambuliwa. mkusanyiko usiojulikana wa ions za analyte. Kwa sababu ya viwango tofauti vya ioni katika suluhisho zote mbili, ioni kwenye pande tofauti za membrane hutiwa kwa idadi isiyo sawa, na malipo ya umeme yanayotokea wakati wa kunyonya ioni kwenye pande tofauti za membrane sio sawa. Matokeo yake, tofauti ya uwezo wa utando hutokea.
Uamuzi wa ions kwa kutumia electrodes ya ion-selective ya membrane inaitwa ionometri.
Kama ilivyoelezwa hapo juu, wakati wa vipimo vya potentiometric, kiini cha electrochemical kinajumuisha elektroni mbili - kiashiria
na electrode ya kumbukumbu. Ukubwa wa EMF inayozalishwa katika seli ni sawa na tofauti ya uwezo wa electrodes hizi mbili. Kwa kuwa uwezo wa electrode ya kumbukumbu inabaki mara kwa mara chini ya hali ya uamuzi wa potentiometric, EMF inategemea tu uwezo wa electrode ya kiashiria, i.e. juu ya shughuli (mkusanyiko) wa ions fulani katika suluhisho. Huu ndio msingi wa uamuzi wa potentiometric wa mkusanyiko wa dutu iliyotolewa katika suluhisho la kuchambuliwa.
Kwa uamuzi wa potentiometri wa mkusanyiko wa dutu katika suluhisho, potentiometry ya moja kwa moja na titration ya potentiometri hutumiwa, ingawa njia ya pili hutumiwa mara nyingi zaidi kuliko ya kwanza.
Potentiometry ya moja kwa moja
Uamuzi wa mkusanyiko wa dutu katika potentiometry ya moja kwa moja. Kawaida hufanywa na njia ya curve ya calibration au kwa njia ya kawaida ya kuongeza.
. Mbinu ya curve ya urekebishaji. Andaa mfululizo wa ufumbuzi wa kawaida wa 5-7 na maudhui yanayojulikana ya mchambuzi. Mkusanyiko wa analyte na nguvu ya ionic katika ufumbuzi wa kumbukumbu haipaswi kutofautiana sana na mkusanyiko na nguvu ya ionic ya ufumbuzi uliochambuliwa: chini ya hali hizi, makosa ya uamuzi yanapunguzwa. Nguvu ya ionic ya ufumbuzi wote huwekwa mara kwa mara kwa kuanzisha electrolyte isiyojali. Ufumbuzi wa marejeleo huletwa kwa mlolongo kwenye seli ya electrochemical (potentiometric). Kwa kawaida, kiini hiki ni kioo cha kioo ambacho electrode ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu huwekwa.
Pima EMF ya suluhu za marejeleo kwa suuza vizuri elektrodi na kopo kwa maji yaliyochujwa kabla ya kujaza seli kwa kila suluhu ya marejeleo. Kulingana na data iliyopatikana, grafu ya calibration imejengwa katika kuratibu 
Wapi Na- umakini hufafanuliwa -
th dutu katika suluhisho la kumbukumbu. Kawaida grafu kama hiyo ni mstari wa moja kwa moja.
Kisha, suluhisho la kuchambuliwa huletwa ndani ya kiini cha electrochemical (baada ya kuosha kiini na maji yaliyotengenezwa) na EMF ya kiini hupimwa. Kulingana na chati ya urekebishaji, pata 
, uko wapi ukolezi wa mchambuzi katika suluhisho lililochambuliwa.
. Njia ya kawaida ya kuongeza. Kiasi kinachojulikana cha V (X) cha suluhisho iliyochambuliwa na mkusanyiko huletwa kwenye seli ya electrochemical na EMF ya seli hupimwa. Kisha katika suluhisho sawa huongezwa hasa kipimo ndogo kiasi cha suluhisho la kawaida na inayojulikana, hadi
mkusanyiko wa juu wa kutosha wa analyte na tena kuamua EMF ya seli.
Kuhesabu mkusanyiko wa mchambuzi katika suluhisho lililochambuliwa kulingana na fomula (17):
(17)
Wapi - tofauti kati ya maadili mawili yaliyopimwa ya EMF; - idadi ya elektroni zinazohusika katika mmenyuko wa electrode.
Utumiaji wa potentiometry ya moja kwa moja. Njia hutumiwa kuamua mkusanyiko wa ions hidrojeni (pH ufumbuzi), anions, ions chuma (ionometry).
Wakati wa kutumia potentiometry ya moja kwa moja, uchaguzi wa electrode ya kiashiria inayofaa na kipimo sahihi cha uwezo wa usawa una jukumu muhimu.
Wakati wa kuamua pH ya suluhisho, elektroni hutumiwa kama elektroni za kiashiria, uwezo wa ambayo inategemea mkusanyiko wa ioni za hidrojeni: glasi, hidrojeni, quinhydrone, na wengine wengine. Electrodi ya glasi ya utando inayotumiwa zaidi inaweza kubadilishwa kwa heshima na ioni za hidrojeni. Uwezo wa elektroni kama hiyo ya glasi imedhamiriwa na mkusanyiko wa ioni za hidrojeni, kwa hivyo EMF ya mzunguko, pamoja na elektrodi ya glasi kama kiashiria, inaelezewa kwa joto la kawaida na equation:
iko wapi mara kwa mara K inategemea nyenzo za membrane, asili ya electrode ya kumbukumbu.
Electrode ya kioo inakuwezesha kuamua pH katika safu ya pH ya 0-10 (mara nyingi zaidi katika safu ya pH ya 2-10) na ina urejeshaji wa juu na utulivu katika uendeshaji.
elektrodi ya quinhydrone, mara nyingi hutumiwa mapema, ni electrode ya redox, uwezekano wa ambayo inategemea mkusanyiko wa ioni za hidrojeni. Ni waya ya platinamu iliyotumbukizwa katika mmumunyo wa asidi (kawaida HC1) iliyojaa quinhydrone, kiwanja cha equimolecular ya kwinoni na hidrokwinoni ya muundo (poda ya kijani kibichi, mumunyifu kidogo katika maji). Uteuzi wa kimkakati wa elektrodi ya quinhydrone:
Mmenyuko wa redox hutokea kwenye elektrodi ya quinhydrone:
Uwezo wa elektrodi ya quinhydrone kwenye joto la kawaida unaelezewa na formula:
Electrode ya Quinhydrone hukuruhusu kupima pH ya suluhu katika anuwai ya pH ya 0-8.5. Katika pH< 0 хингидрон гидролитически расщепляется; при рН >8,5 hidrokwinoni, ambayo ni asidi dhaifu, huingia kwenye mmenyuko wa neutralization.
Electrodi ya quinhydrone haipaswi kutumiwa mbele ya vioksidishaji vikali na mawakala wa kupunguza.
Electrodes ya kuchagua ioni ya membrane hutumiwa katika ionometri kama viashiria vya kuamua cations mbalimbali.
nk) na anions 
,
na nk).
Faida za potentiometry moja kwa moja ni pamoja na unyenyekevu na kasi ya vipimo. Vipimo vinahitaji ujazo mdogo wa suluhisho.
Titration ya Potentiometric
Titration ya Potentiometric ni njia ya kuamua kiasi cha titrant kilichotumiwa kwenye uboreshaji wa mchambuzi katika suluhisho lililochambuliwa kwa kupima EMF (wakati wa mchakato wa titration) kwa kutumia mzunguko wa galvanic unaojumuisha electrode ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu. Katika titration ya potentiometric, suluhisho lililochambuliwa, lililo kwenye kiini cha elektroni, linaonyeshwa na titrant inayofaa, kurekebisha mwisho wa titration na mabadiliko makali katika EMF ya mzunguko uliopimwa - uwezo wa elektrodi ya kiashiria, ambayo inategemea mkusanyiko wa ioni zinazofanana na hubadilika kwa kasi katika hatua ya usawa.
Mabadiliko katika uwezo wa electrode ya kiashiria wakati wa mchakato wa titration hupimwa kulingana na kiasi cha titrant iliyoongezwa. Kulingana na data iliyopatikana, curve ya titration ya potentiometric imejengwa, na kiasi cha titrant inayotumiwa kwenye seli ya mafuta imedhamiriwa kutoka kwa curve hii.
Titration ya Potentiometric haihitaji matumizi ya viashiria vinavyobadilisha rangi karibu na seli ya mafuta.
Jozi ya electrode (electrode ya kumbukumbu na electrode ya kiashiria) imeundwa ili uwezekano wa electrode ya kiashiria inategemea mkusanyiko wa ions zinazohusika au kuundwa kwa majibu yanayotokea wakati wa titration. Uwezo wa electrode ya kumbukumbu wakati wa titration lazima ubaki mara kwa mara. Electrodes zote mbili zimewekwa moja kwa moja kwenye kiini cha electrochemical au kuwekwa katika vyombo tofauti na ufumbuzi wa conductive (electrode ya kiashiria - katika suluhisho iliyochambuliwa), ambayo imeunganishwa na daraja la electrolytic lililojaa electrolyte isiyojali.
Titrant huongezwa kwa sehemu sawa, kila wakati kupima tofauti inayowezekana. Mwishoni mwa titration (karibu na seli ya mafuta), titrant huongezwa kwa kushuka, pia kupima tofauti inayowezekana baada ya kuongeza sehemu inayofuata ya titrant.
Tofauti inayowezekana kati ya elektroni hupimwa kwa kutumia potentiometers ya upinzani wa juu.
Potentiometric titration curves
Mviringo wa titration wa potentiometri ni uwakilishi wa picha wa mabadiliko katika EMF ya seli ya elektrokemikali kulingana na kiasi cha titranti iliyoongezwa.
Mikondo ya titration ya Potentiometric imejengwa katika kuratibu tofauti:
Titration curves katika kuratibu 
, wakati mwingine curves vile huitwa curves titration muhimu;
Mikondo tofauti ya titration - katika kuratibu
Gran's titration curves - katika kuratibu
iko wapi EMF ya seli ya potentiometric, 
- sauti imeongezwa -
th titrant, ni badiliko la uwezo linalolingana na nyongeza ya alama ya alama.
Kwenye mtini. 3-8 huonyesha kimaumbile aina mbalimbali za mikondo ya titometriki.
Kulingana na curves za titration zilizojengwa, kiasi cha titrant imedhamiriwa
katika FC, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 3-8. Kiasi cha titrant 
imeongezwa kwa FC, inawezekana kuamua
sio tu kwa picha, lakini pia kwa hesabu kulingana na fomula (18):
iko wapi ujazo wa titranti iliyoongezwa inayolingana na kipimo cha mwisho kabla ya TE; ni kiasi cha titranti kilichoongezwa kinacholingana na kipimo cha kwanza baada ya TE;
Mchele. 3-8. Aina za mikondo ya titration ya potentiometric (E - kipimo cha EMF, - kiasi cha titrant iliyoongezwa, 
- kiasi cha sauti ya chini, kwa-
imeongezwa katika sehemu ya usawa): a - curve ya titration katika kuratibu 
; b, c - curves tofauti titration; d - curve ya titration kulingana na njia ya Gran
Jedwali la 3-9, kama mfano (pharmacopoeial), linaonyesha matokeo ya uamuzi na mahesabu wakati wa titration ya potentiometri.
Kokotoa kwa fomula (18) thamani V(TE) kwa kutumia data ya Jedwali. 3-9. Ni wazi, thamani ya juu 
= 1000. Kwa hiyo, = 5.20 na = 5.30; = 720, .= -450. Kutoka hapa:
Jedwali 3-9. Mfano wa usindikaji wa matokeo ya titration ya potentiometric
Utumiaji wa titration ya potentiometric. Njia hiyo ni ya ulimwengu wote, inaweza kutumika kuonyesha mwisho wa titration katika aina zote za titration: asidi-msingi, redox, compleximetric, precipitation, titration katika vyombo vya habari visivyo na maji. Kioo, zebaki, ion-selective, platinamu, elektrodi za fedha hutumiwa kama zile za kiashirio, na calomel, kloridi ya fedha, elektrodi za glasi hutumiwa kama elektroni za kumbukumbu.
Njia hiyo ina usahihi wa juu, unyeti mkubwa; inaruhusu titration katika vyombo vya habari chafu, rangi, mashirika yasiyo ya maji, uamuzi tofauti wa vipengele mchanganyiko katika ufumbuzi mmoja kuchambuliwa, kwa mfano, uamuzi tofauti wa kloridi na ioni iodidi wakati wa titration argentometric.
Dutu nyingi za dawa zinachambuliwa na njia za titration za potentiometric, kwa mfano, asidi ascorbic, dawa za sulfa, barbiturates, alkaloids, nk.
Kazi ya kujitayarisha kwa madarasa ya maabara juu ya mada "Uchambuzi wa Potentiometric"
Kusudi la kusoma mada
Kulingana na ufahamu wa nadharia ya uchambuzi wa potentiometri na ukuzaji wa ustadi wa vitendo, jifunze kuchagua kwa busara na kutumia kivitendo njia za potentiometry ya moja kwa moja na titration ya potentiometri kwa uamuzi wa kiasi cha dutu; kuwa na uwezo wa kufanya tathmini ya takwimu ya matokeo ya uchambuzi wa potentiometri.
Malengo
1. Jifunze kuhesabu maudhui ya ioni ya floridi katika suluhisho kwa potentiometry ya moja kwa moja kwa kutumia electrode ya kuchagua fluoride.
2. Jifunze kuhesabu sehemu ya molekuli ya novocaine katika madawa ya kulevya kwa titration ya potentiometric.
Vikao viwili vya maabara vinajitolea kwa utafiti wa mada. Katika somo moja, wanafunzi hufanya kazi ya kwanza ya maabara na kutatua matatizo ya kawaida ya hesabu katika sehemu kuu za uchambuzi wa potentiometri; katika somo jingine, wanafunzi hufanya kazi ya pili ya maabara. Mlolongo wa madarasa haujalishi.
Bibliografia
1. Kitabu cha kiada. - Kitabu cha 2, sura ya 10. - S. 447-457; 493-507; 510-511.
2.Kharitonov Yu.Ya. Grigorieva V.Yu. Mifano na kazi katika kemia ya uchambuzi - M.: GEOTAR-Media, 2007. - P. 214-225; 245-259; 264-271.
3. Mihadhara juu ya mada: "Uchambuzi wa Potentiometric".
4.Efremenko O.A. Uchambuzi wa uwezo - M.: MMA im. WAO. Sechenov, 1998.
Haja ya kujua kwa kazi
1. Kanuni ya mbinu za uchambuzi wa potentiometric. Nernst equation.
2. Aina za mbinu za uchambuzi wa potentiometric.
3. Mchoro wa kuanzisha kwa potentiometry ya moja kwa moja.
4. Electrodes ya kiashiria na electrodes ya kumbukumbu kutumika katika potentiometry moja kwa moja.
5. Kiini cha kuamua mkusanyiko wa dutu kwa potentiometry moja kwa moja kwa kutumia grafu ya calibration.
6. Kiini cha kuamua maudhui ya ioni ya fluoride katika suluhisho kwa potentiometry ya moja kwa moja kwa kutumia electrode ya kuchagua fluoride.
Lazima uweze kufanya kazi
1. Kuhesabu wingi wa sampuli kwa ajili ya kuandaa ufumbuzi wa kawaida wa dutu.
2. Tayarisha ufumbuzi wa kawaida kwa njia ya dilution.
3. Jenga grafu za urekebishaji na uzitumie kwa uamuzi wa kiasi cha dutu.
Maswali ya kujichunguza
1. Ni kanuni gani inayozingatia njia ya potentiometry ya moja kwa moja?
3. Nini parameter ya electrochemical inapimwa wakati wa kuamua dutu kwa potentiometry moja kwa moja?
4. Toa mchoro wa ufungaji kwa uamuzi wa dutu kwa potentiometry moja kwa moja.
5. Ni electrodes gani inayoitwa kiashiria? Taja elektrodi za kuchagua-ioni zinazotumiwa zaidi.
6. Ni electrodes gani inayoitwa electrodes ya kumbukumbu? Ni elektrodi gani ya marejeleo inakubaliwa kama kiwango cha kimataifa? Inapangwaje? Taja elektrodi za kumbukumbu zinazotumika sana. Jinsi zimepangwa:
a) electrode ya calomel iliyojaa;
b) elektrodi ya kloridi ya fedha iliyojaa?
7. Ni nini kiini cha uamuzi wa potentiometri wa dutu kwa njia ya curve ya calibration?
8. Taja anuwai ya viwango vilivyoamuliwa na hitilafu ya asilimia (jamaa) katika kuamua dutu kwa potentiometri ya moja kwa moja.
9. Ni kanuni gani inayoweka msingi wa uamuzi wa ioni ya floridi kwa potentiometry ya moja kwa moja? Orodhesha hatua kuu za uchambuzi.
Kazi ya maabara "Uamuzi wa maudhui ya ioni ya fluoride katika suluhisho kwa kutumia electrode ya kuchagua fluoride"
Lengo la kazi
Jifunze kutumia njia ya potentiometry ya moja kwa moja kwa kutumia elektrodi ya kuchagua ion kwa uamuzi wa kiasi cha dutu kwa kutumia curve ya calibration.
Malengo
1. Maandalizi ya ufumbuzi wa kawaida wa fluoride ya sodiamu, mkusanyiko ambao ni sawa kabisa na moja maalum.
2. Maandalizi kwa dilution ya mfululizo wa ufumbuzi wa kawaida wa fluoride ya sodiamu, sawa na muundo na nguvu ya ioni kwa ufumbuzi uliochambuliwa.
3. Upimaji wa nguvu ya kielektroniki (EMF) ya seli ya galvani inayojumuisha elektrodi ya kuchagua ya floridi kiashiria na elektrodi ya marejeleo ya kloridi ya fedha kama utendaji wa ukolezi wa ioni ya floridi.
4. Ujenzi wa grafu ya calibration katika kuratibu: "EMF - kiashiria cha mkusanyiko wa ion fluoride".
5. Uamuzi wa maudhui ya ioni ya fluoride katika ufumbuzi uliochambuliwa kwa kutumia grafu ya calibration.
msaada wa nyenzo
Vitendanishi
1. Fluoridi ya sodiamu, safi ya kemikali
2. Suluhisho la bafa ya acetate, pH ~6.
3. Maji yaliyotengenezwa. Vioo
1. Flask ya volumetric kwa 100 ml - 1 pc.
2. Flask ya volumetric kwa 50 ml - 6 pcs.
3. 5 ml kupima pipette - 1 pc.
4. Kioo cha kemikali kwa 200-250 ml - 1 pc.
5. Kioo cha kemikali kwa 50 ml - 2 pcs.
6. Bux - 1 pc.
7. Funnel - 1 pc.
8. Fimbo ya kioo - 1 pc.
9. Osha chupa kwa 250 au 500 ml - 1 pc.
Vifaa
2. Kiashiria electrode, fluoride-kuchagua. Kabla ya operesheni, electrode ya fluoride huwekwa katika suluhisho la 0.01 mol / l ya fluoride ya sodiamu kwa masaa 1-2.
3. Electrode ya kumbukumbu, kloridi ya fedha ya maabara ya msaidizi EVL-IMZ au sawa. Kabla ya operesheni, electrode ya kloridi ya fedha imejazwa kupitia shimo la upande na kujilimbikizia, lakini isiyojaa, takriban 3 mol / l, ufumbuzi wa kloridi ya potasiamu. Wakati wa kutumia ufumbuzi uliojaa wa kloridi ya potasiamu, crystallization ya chumvi inawezekana moja kwa moja karibu na eneo la mawasiliano ya electrode na ufumbuzi uliopimwa, ambayo inazuia kifungu cha sasa na inaongoza kwa usomaji usio na kipimo wa kifaa cha kupimia. Baada ya kujaza electrode na ufumbuzi wa 3 mol / l ya kloridi ya potasiamu, shimo la upande limefungwa na kizuizi cha mpira, electrode inaingizwa katika suluhisho la kloridi ya potasiamu ya mkusanyiko sawa na kuwekwa katika suluhisho hili kwa ~ h 48. Wakati wa operesheni, kuziba inapaswa kuondolewa kutoka shimo la upande wa electrode. Kiwango cha outflow ya ufumbuzi wa kloridi ya potasiamu kupitia ufunguo wa electrolytic wa electrode kwenye joto la 20±5 °C ni 0.3-3.5 ml / siku.
4. Simama kwa ajili ya kurekebisha electrodes mbili.
5. Kichochea sumaku.
Nyenzo zingine
1. Vipande vya karatasi ya chujio 3 5 cm.
2. Karatasi ya grafu 912 cm.
3. Mtawala.
Asili ya kazi
Uamuzi wa ioni ya floridi kwa potentiometry ya moja kwa moja inategemea kupima nguvu ya umeme ya seli ya galvanic, ambayo electrode ya kiashiria ni electrode ya kuchagua floridi, na electrode ya kumbukumbu ni kloridi ya fedha au calomel, kama kazi ya mkusanyiko wa floridi. ioni za fluoride katika suluhisho.
Sehemu nyeti ya elektrodi ya floridi (Mchoro 3-9) ni utando wa fuwele moja ya lanthanum(III) floridi iliyoamilishwa na europium(II).
Mchele. 3-9. Mpango wa kifaa cha electrode ya kuchagua floridi: 1 - membrane moja ya kioo 
2 - nusu ya kipengele cha ndani (kawaida kloridi ya fedha-
ny); 3 - ufumbuzi wa ndani na shughuli za ion mara kwa mara (0.01 mol / l imol / l); 4 - mwili wa electrode; 5 - waya kwa kuunganisha electrode kwenye kifaa cha kupimia
Uwezo wa usawa wa elektrodi ya floridi, kwa mujibu wa mlinganyo wa Nernst wa elektrodi zinazochagua anion, inategemea shughuli (mkusanyiko) wa ioni ya floridi katika suluhisho:
(19) au 25°C:
(20)
ni wapi uwezo wa kawaida wa electrode ya fluoride, V; 
-
kwa mtiririko huo, shughuli, mgawo wa shughuli, mkusanyiko wa molar wa ioni ya fluoride katika suluhisho.
Neno la kwanza katika upande wa kulia wa equation (20) ni thamani isiyobadilika. Kwa suluhu zenye takribani nguvu sawa za ioni, mgawo wa shughuli wa ioni ya floridi, na hivyo muhula wa pili kwenye upande wa kulia wa mlinganyo (20), pia ni thamani isiyobadilika. Kisha mlinganyo wa Nernst unaweza kuwakilishwa kama:
E= const - 0.0591gc (F -) = const + 0.059pF, (21)
ambapo pF \u003d -1gc (F -) ni kiashiria cha mkusanyiko wa ioni ya fluoride katika suluhisho.
Kwa hivyo, saa nguvu ya ionic mara kwa mara ufumbuzi, uwezo wa usawa wa electrode floridi inategemea linearly juu ya mkusanyiko wa ioni floridi. Uwepo wa utegemezi kama huo hufanya iwezekanavyo kuamua mkusanyiko wa ioni ya floridi kwa kutumia grafu ya calibration, ambayo imepangwa katika kuratibu. 
kwa mfululizo wa miyeyusho ya kawaida ya floridi ya sodiamu, sawa katika utungaji na nguvu ya ioni kwa suluhu iliyochambuliwa.
Electrode ya fluoride hutumiwa katika kiwango cha pH cha 5-9, tangu saa pH< 5 наблюдается неполная ионизация или образование 
na kwa pH> 9 - mwingiliano wa nyenzo za elektroni na hidroksidi:
Ili kudumisha thamani ya pH ya mara kwa mara na kuunda nguvu ya ioniki ya mara kwa mara katika ufumbuzi wa kawaida na uliochanganuliwa, ufumbuzi wa bafa (kwa mfano, acetate au citrate) hutumiwa kwa kawaida. Wakati wa kuchambua ufumbuzi na utungaji tata wa chumvi, ufumbuzi wa buffer pia hutumikia kuondokana na athari ya kuingilia kati ya cations za kigeni kwa kuzifunga kwenye acetate imara, citrate au misombo mingine tata. Kwa madhumuni sawa, vitendanishi vya ziada vya ugumu (kwa mfano, EDTA) vinaletwa kwenye suluhisho la bafa.
Uteuzi wa uamuzi kwa kutumia electrode ya fluoride ni ya juu sana; huingilia tu ioni za hidroksidi na mikondo hiyo michache ambayo huunda misombo ngumu zaidi na ioni ya floridi kuliko na vijenzi vya suluhisho la bafa. 
Upeo wa viwango vya kuamua vya ioni ya fluoride ni pana sana: kutoka 10 -6 hadi 1 mol / l; katika kesi hii, kosa la asilimia ya uamuzi ni ± 2%.
Electrode ya kuchagua fluoride hutumiwa sana katika uchambuzi wa vitu mbalimbali: maji ya kunywa, dawa, vifaa vya kibiolojia, udhibiti wa uchafuzi wa mazingira, nk.
Kwa kuwa miyeyusho ya floridi ya sodiamu ambayo haina ioni za kigeni inachambuliwa katika kazi hii, suluhisho la bafa linaweza kuachwa. Katika kesi hii, mtu anapaswa kutarajia kupotoka kidogo kwa curve ya calibration kutoka kwa utegemezi wa mstari, kwa kuwa katika ufumbuzi wa kawaida na ongezeko la mkusanyiko wa ioni ya fluoride, nguvu ya ioni huongezeka, na mgawo wa shughuli wa ioni ya fluoride haubaki mara kwa mara. .
Utaratibu wa kazi
1. (Angalia Kiambatisho 1).
2. Kujua madhumuni, kanuni ya uendeshaji na "Maelekezo ya uendeshaji wa mita ya ion ya ulimwengu EV-74" (au kifaa sawa) (angalia viambatisho 2, 3).
3.
TAZAMA! Katika kazi hii, matumizi ya ionomer ya aina ya EV-74 inapendekezwa. Wakati wa kutumia vifaa vya aina tofauti, ni muhimu kutoa maelezo ya ziada yao.
3.1. Kiini cha galvaniki kinakusanywa kutoka kwa electrode ya kuchagua ya fluoride ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu ya kloridi ya fedha.
TAZAMA! Wakati wa kufanya kazi na electrodes ya kuchagua ion, utunzaji lazima uchukuliwe ili usiharibu uso wa kazi wa electrode - membrane, ambayo lazima iwe laini, bila scratches na amana.
Kabla ya kusakinishwa, elektrodi ya floridi inatikiswa kwa nguvu kama kipimajoto cha matibabu, ikishikilia katika nafasi ya wima na utando chini. Hii imefanywa ili kuondoa Bubbles za hewa ambazo hazionekani kutoka nje, ambazo zinaweza kuunda kati ya uso wa membrane na ufumbuzi wa ndani wa electrode (tazama Mchoro 3-9) na kusababisha kutokuwa na utulivu wa usomaji wa mita.
Electrode ya floridi ni fasta katika kusimama karibu na electrode kumbukumbu.
TAZAMA! Wamiliki waliopangwa kwa ajili ya kurekebisha electrodes katika tripod ni kawaida kabla ya imewekwa vizuri; haipendekezi kubadili msimamo wao. Ili kurekebisha electrode ya fluoride au kubadilisha ufumbuzi katika kiini, kichocheo cha magnetic lazima kwanza kiondolewe kwa makini kutoka chini ya seli.
Wakati wa kurekebisha, electrode ya fluoride huletwa kwenye mguu wa tripod kutoka chini ili mwisho wake wa chini uwe kwenye kiwango sawa na mwisho wa chini wa electrode ya kumbukumbu. Electrode imeunganishwa na mita ya ion kupitia tundu "Badilisha", iko kwenye jopo la nyuma la kifaa (Kiambatisho 3, p. 1.1). Electrode ya kumbukumbu lazima iunganishwe na mita ya ion kupitia tundu la Aux.
Electrodes huoshwa mara kwa mara na maji yaliyosafishwa kutoka kwa washer juu ya glasi yenye uwezo wa 200-250 ml, baada ya hapo glasi yenye uwezo wa 50 ml na maji yaliyotumiwa huletwa chini ya elektroni, ambayo huwekwa katikati ya chumba. meza ya kichocheo cha sumaku. Electrodes zilizowekwa vizuri hazipaswi kugusa kuta na chini
kioo, pamoja na fimbo ya magnetic, ambayo hutumiwa baadaye kuchanganya suluhisho.
3.2. Mita ya ion imeunganishwa kwenye mtandao chini ya usimamizi wa mwalimu, inayoongozwa na mwongozo wa maagizo kwa kifaa (Kiambatisho 3, vitu 1.2-1.7). Ruhusu chombo kuwasha moto kwa dakika 30.
4. Maandalizi ya suluhisho la kawaida la 0.1000 mol / l ya fluoride ya sodiamu. Hesabu, kwa usahihi wa 0.0001 g, wingi wa sampuli ya floridi ya sodiamu inayohitajika kuandaa 100 ml ya suluhisho la 0.1000 mol / l kulingana na fomula:
wapi, - kwa mtiririko huo, mkusanyiko wa molar (mol / l) na kiasi (l) cha ufumbuzi wa kawaida wa fluoride ya sodiamu; - molekuli ya molar ya fluoride ya sodiamu, g / mol.
Kwa usawa wa uchambuzi na usahihi wa ± 0.0002 g, kwanza chupa safi na kavu ya kupimia hupimwa, na kisha sampuli iliyopimwa ya safi ya kemikali hupimwa kwenye chupa hii ya uzito. fluoride ya sodiamu, wingi ambao lazima uhesabiwe kwa usahihi.
Sampuli iliyochukuliwa huhamishwa kwa kiasi ndani ya chupa ya ujazo yenye uwezo wa 100 ml kupitia funnel kavu, ikiosha chembe za chumvi kutoka kwa kuta za chupa ya kupimia uzito na faneli kwa suluhisho la bafa ya acetate (pH ~ 6). Suluhisho kutoka kwa chupa ya kupima hutiwa ndani ya chupa pamoja na fimbo ya kioo, ikitegemea kando ya chupa ya uzito. Kufutwa kabisa kwa chumvi kunapatikana, baada ya hapo kiasi cha suluhisho kinarekebishwa kwa alama ya chupa na suluhisho la buffer. Yaliyomo kwenye chupa yanachochewa.
5. Maandalizi ya mfululizo wa miyeyusho ya kawaida ya floridi ya sodiamu yenye nguvu ya ioniki ya mara kwa mara. Msururu wa ufumbuzi wa kawaida na mkusanyiko wa ioni ya floridi sawa na 10 -2 , 10 -3 , 10 -4 , 10 -5 na 10 -6 mol / l hutayarishwa katika flasks za volumetric na uwezo wa 50 ml kutoka kwa kiwango cha 0.1000 mol / l ufumbuzi wa sodiamu floridi kwa dilution ya serial na ufumbuzi wa bafa.
Kwa hivyo, ili kuandaa suluhisho la 10 -2 mol / l, 5 ml ya suluhisho la fluoride ya sodiamu 0.1000 mol / l huwekwa kwenye chupa ya volumetric ya 50 ml na pipette, baada ya kuosha pipette kwa kiasi kidogo cha suluhisho hili 2-3. mara, kiasi cha suluhisho huletwa kwa alama na ufumbuzi wa buffer , yaliyomo ya chupa yanachanganywa. Kwa njia hiyo hiyo, suluhisho la 10 -3 mol / l limeandaliwa kutoka kwa suluhisho la 10 -2 mol / l, nk. hadi 10 -6 mol / l ufumbuzi wa fluoride ya sodiamu.
6. Upimaji wa nguvu ya kielektroniki ya seli ya galvani kama kazi ya ukolezi wa ioni ya floridi. Katika kopo lenye ujazo wa 50 ml, suluhu za kawaida zilizotayarishwa huwekwa kwa mpangilio.
trium floridi, kuanzia na dilute zaidi, baada ya suuza kopo na ufumbuzi kipimo mara 2-3. Uso wa elektroni za kloridi ya floridi na fedha hukaushwa kwa uangalifu na karatasi ya chujio, baada ya hapo elektroni huingizwa kwenye suluhisho lililopimwa, fimbo ya sumaku hupunguzwa, na kiini huwekwa katikati ya meza ya kichocheo cha sumaku. Ikiwa kuna maagizo kutoka kwa mwalimu, fungua shimo la upande wa electrode ya kloridi ya fedha, ukiondoa kuziba mpira kutoka kwake. Washa kichochea sumaku na upime EMF ya kipengele (uwezo mzuri wa elektrodi ya floridi) kwa kutumia mita ya ioni EV-74 katika safu nyembamba ya kipimo - 14 kama inavyoonyeshwa katika Kiambatisho 3, uk. 2.1-2.5. Matokeo ya kipimo yameingizwa kwenye jedwali. 3-10.
Jedwali 3-10. Matokeo ya kupima nguvu ya kielektroniki ya seli ya galvaniki kama kazi ya mkusanyiko wa ioni ya floridi.
7. Ujenzi wa grafu ya calibration. Kwa mujibu wa Jedwali. 3-10, grafu ya calibration imejengwa kwenye karatasi ya millimeter, ikipanga mkusanyiko wa ioni ya fluoride kando ya abscissa na EMF ya kipengele katika millivolts kando ya kuratibu. (E, mV). Ikiwa utegemezi (21) umeridhika, basi mstari wa moja kwa moja unapatikana, tangent ya angle ya mwelekeo ambayo kwa mhimili wa abscissa ni 59 ± 2 mV (saa 25 ° C). Grafu imebandikwa kwenye jarida la maabara.
8. Uamuzi wa maudhui ya ioni ya floridi katika suluhisho iliyochambuliwa kwa kutumia grafu ya calibration. Suluhisho lililochambuliwa lililo na ioni ya fluoride hupokelewa kutoka kwa mwalimu katika chupa ya ujazo ya 50 ml. Kiasi cha suluhisho kilirekebishwa kwa alama na suluhisho la bafa ya acetate. Yaliyomo kwenye chupa yanachochewa na katika suluhisho linalosababisha EMF ya kipengele kilicho na fluoride na electrodes ya kloridi ya fedha hupimwa.
Mwishoni mwa vipimo, funga shimo la elektroni ya kloridi ya fedha na kizuizi cha mpira na uzima kifaa, kama inavyoonyeshwa katika Kiambatisho 3, kifungu cha 2.6.
Kulingana na curve ya calibration, kiashiria cha mkusanyiko wa ioni ya fluoride hupatikana, ambayo inalingana na EMF ya kitu kwenye suluhisho iliyochambuliwa, basi mkusanyiko wa molar imedhamiriwa na yaliyomo kwenye ioni ya fluoride kwenye suluhisho huhesabiwa kwa kutumia formula:
Wapi 
- titer ya ioni ya fluoride katika suluhisho la kuchambuliwa, g/ml; - molar-
ukolezi wa ioni ya ioni ya floridi, iliyopatikana kwa kutumia curve ya calibration, mol / l; 
- molekuli ya molar ya ioni ya fluoride, g/mol.
Hesabu ya titer inafanywa kwa usahihi wa takwimu tatu muhimu.
9. Uamuzi wa maudhui ya ioni ya fluoride katika suluhisho iliyochambuliwa kulingana na equation ya curve ya calibration. Thamani ya pF ya suluhisho iliyochambuliwa inaweza kupatikana kutoka kwa equation ya grafu ya calibration, ambayo inaonekana kuwa sahihi zaidi kuliko kutumia grafu ya calibration. Equation hii inaonekana kama:
Wapi 
mizunguko yenye ufumbuzi wa mtihani 
;
minyororo kwa = 0 -
sehemu iliyokatwa kwa mstari wa moja kwa moja kando ya mhimili wa y 
;
- tangent ya pembe
mteremko wa mstari wa moja kwa moja kwa mhimili wa x:
Wapi n- idadi ya ufumbuzi wa kawaida. Hivyo:
Baada ya kuamua kulingana na ratiba na mahesabu 
hesabu
kulingana na formula:
Kisha kuamua mkusanyiko wa molar na uhesabu maudhui ya ioni ya fluoride katika suluhisho kulingana na formula hapo juu.
Maswali ya kudhibiti
1. Taja vipengele vya kiini cha galvaniki kilichotumiwa kuamua mkusanyiko (shughuli) ya ioni ya fluoride katika suluhisho kwa potentiometry moja kwa moja.
2. Ni utegemezi gani wa hisabati unaozingatia uamuzi wa mkusanyiko (shughuli) ya ioni ya fluoride katika suluhisho kwa potentiometry ya moja kwa moja?
3. Eleza muundo wa electrode ya kuchagua ya fluoride. Je, uwezo wake unategemea mambo gani?
4. Kwa nini ni muhimu kuunda nguvu za ionic sawa wakati wa kuamua mkusanyiko wa ioni ya fluoride kwa potentiometry moja kwa moja katika ufumbuzi uliochambuliwa na wa kawaida?
5. Ni kiwango gani cha pH kinachofaa kubainisha ioni ya floridi kwa kutumia elektrodi ya kuchagua floridi?
6. Je, wakati wa kubainisha ioni ya floridi katika miyeyusho yenye utungaji changamano wa chumvi, je, thamani bora ya pH na nguvu za ioni za mara kwa mara hutunzwa?
7. Ni ioni gani zinazoingilia uamuzi wa ioni ya floridi katika suluhisho kwa kutumia electrode ya kuchagua fluoride? Jinsi ya kuondoa ushawishi wao wa kuingilia kati?
8. Orodhesha hatua kuu za kuamua mkusanyiko wa ioni ya floridi katika suluhisho kwa njia ya potentiometri kwa kutumia grafu ya calibration.
9. Je, curve ya calibration imejengwa katika kuratibu gani wakati wa kuamua mkusanyiko wa ioni ya fluoride kwa potentiometry ya moja kwa moja?
10. Ni nini kinachopaswa kuwa sawa na mgawo wa angular (tangent ya mteremko) ya grafu ya urekebishaji iliyopangwa katika kuratibu. 
, kwa miyeyusho ya kawaida ya floridi ya sodiamu yenye nguvu sawa ya ioni ifikapo 25 °C?
11. Jinsi ya kukokotoa mkusanyiko wa ioni ya floridi katika suluhu kwa kutumia data ya grafu ya urekebishaji iliyojengwa katika viwianishi. 
ikiwa EMF ya kipengele katika suluhisho iliyochambuliwa inajulikana?
12. Jinsi ya kuandaa suluhisho la kawaida kutoka kwa dutu ya fuwele ya fluoride ya sodiamu na mkusanyiko sawa na moja maalum, kwa mfano, 0.1000 mol / l?
13. Jinsi ya kuandaa suluhisho la kawaida la fluoride ya sodiamu kutoka kwa suluhisho iliyojilimbikizia zaidi?
14. Taja anuwai ya viwango vilivyoamuliwa na hitilafu ya asilimia katika kubainisha ayoni ya floridi kwa kutumia elektrodi teule ya floridi kwa kutumia mbinu ya curve ya urekebishaji.
15. Taja maeneo ya matumizi ya electrode ya kuchagua fluoride.
Somo la 2. Titration ya Potentiometric
Haja ya kujua kwa kazi
1. Kanuni ya mbinu za uchambuzi wa potentiometric. Nernst equation. Aina za njia za uchambuzi wa potentiometric.
2. Mchoro wa mchoro wa ufungaji kwa titration ya potentiometric.
3. Electrodes ya kiashiria kutumika katika titration potentiometric, kulingana na aina ya mmenyuko titration; elektroni za kumbukumbu.
4. Njia za kuonyesha kiwango cha usawa katika titration ya potentiometri.
5. Faida za titration ya potentiometri juu ya uchambuzi wa titrimetric na dalili ya kuona ya uhakika wa usawa.
6. Kiini cha uamuzi wa novocaine kwa njia ya titration ya potentiometric.
Lazima uweze kufanya kazi
1. Tayarisha suluhisho la kuchambuliwa kwa kufuta sehemu iliyopimwa ya sampuli ya mtihani na molekuli inayojulikana kwa usahihi.
2. Kokotoa sehemu kubwa ya dutu katika sampuli iliyochanganuliwa kulingana na matokeo ya titration.
3. Andika mlingano wa majibu ambayo hutokea wakati wa titration.
Maswali ya kujichunguza
1. Ni kanuni gani inayozingatia njia ya titration ya potentiometri?
2. Ni equation gani inayoonyesha utegemezi wa uwezo wa electrode kwenye mkusanyiko (shughuli) ya vipengele vinavyoweza kuamua katika suluhisho?
3. Nini parameter ya electrochemical inapimwa wakati wa kuamua dutu kwa titration potentiometric?
4. Fafanua maneno "electrode ya kiashiria", "electrode ya kumbukumbu".
5. Ni nini sababu ya mabadiliko makali katika nguvu ya electromotive ya kiini cha galvanic (uwezo wa electrode ya kiashiria) katika suluhisho la titrated karibu na hatua ya usawa?
6. Taja mbinu zinazojulikana za kuamua uhakika wa usawa kulingana na data ya titration ya potentiometriki.
7. Kwa aina gani za athari za kemikali njia ya titration ya potentiometri inaweza kutumika? Ni electrodes gani zinazotumiwa kwa hili?
8. Ni faida gani ya titration ya potentiometri juu ya uchambuzi wa titrimetric na dalili ya kuona ya uhakika wa usawa?
9. Taja anuwai ya viwango vilivyoamuliwa na hitilafu ya asilimia (jamaa) katika kuamua dutu kwa njia ya titration ya potentiometri.
10. Ni mmenyuko gani wa kemikali unaotokana na uamuzi wa dutu iliyo na kikundi cha msingi cha amino yenye kunukia kwa titometriki ya nitritometri? Masharti yake ni yapi? Viashiria vilivyotumika?
11. Ni kanuni gani inayozingatia uamuzi wa novocaine kwa titration ya potentiometric? Orodhesha hatua kuu za uchambuzi.
Kazi ya maabara "Uamuzi wa sehemu kubwa ya novocaine katika maandalizi"
Lengo la kazi
Jifunze kutumia mbinu ya potentiometriki titration kwa uamuzi wa kiasi cha dutu.
Malengo
1. Takriban titration ya potentiometric ya novocaine na suluhisho la nitriti ya sodiamu.
2. Titration sahihi ya potentiometric ya novocaine na ufumbuzi wa nitriti ya sodiamu.
3. Kutafuta hatua ya mwisho ya titration potentiometric.
4. Mahesabu ya sehemu ya molekuli ya novocaine katika maandalizi.
msaada wa nyenzo
Vitendanishi
1. Nitriti ya sodiamu, suluhisho la kawaida ~ 0.1 mol/l.
2. Novocain, poda.
3. Bromidi ya potasiamu, poda.
4. Asidi hidrokloriki iliyokolea (= 1.17 g/ml).
5. Maji yaliyotengenezwa. Vioo
1. Flask ya volumetric, 100 ml.
2. chupa ya volumetric, 20 ml.
3. Burette 25 ml.
4. Silinda iliyohitimu kwa 20 ml.
5. Silinda kupima 100 ml.
6. 150 ml kikombe cha titration.
7. Bux.
8. Funnel.
9. Osha chupa kwa 250 au 500 ml.
Vifaa
1. Universal ion mita EV-74 au sawa.
2. Electrode ya kiashiria cha Platinum ETPL-01 M au sawa.
3. Electrode ya kumbukumbu, kloridi ya fedha ya maabara ya msaidizi EVL-1MZ au sawa.
Maandalizi ya electrode ya kloridi ya fedha kwa ajili ya uendeshaji - tazama hapo juu, kazi ya awali ya maabara.
4. Simama kwa ajili ya kurekebisha electrodes mbili na burette.
5. Kichochea sumaku.
6. Mizani ya uchambuzi na uzito.
7. Mizani ya teknolojia na uzito.
Nyenzo zingine: tazama "Msaada wa nyenzo" katika kazi iliyotangulia.
Asili ya kazi
Titration ya Potentiometric inategemea dalili ya hatua ya usawa kwa mabadiliko makali (kuruka) katika uwezo wa electrode ya kiashiria wakati wa titration.
Kuamua novocaine, dutu iliyo na kikundi cha msingi cha amino yenye kunukia, njia ya titometri ya nitritometri hutumiwa, kulingana na ambayo novocaine inatolewa na suluhisho la kawaida la 0.1 mol / l la nitriti ya sodiamu katika kati ya asidi hidrokloriki mbele ya bromidi ya potasiamu (huharakisha). majibu) kwa joto lisilozidi 18-20 ° C Chini ya hali kama hizi, majibu ya titration huendelea kwa kiasi na kwa haraka:
Kozi ya mmenyuko wa diazotization inafuatiliwa kwa kutumia electrode ya platinamu ya kiashiria, ambayo, pamoja na electrode ya kumbukumbu inayofaa (kloridi ya fedha au calomel), imefungwa kwenye suluhisho la titrated, na nguvu ya electromotive inapimwa. 
kipengele kulingana na
thamani ya kiasi cha titranti iliyoongezwa
Uwezo wa electrode ya kiashiria kulingana na equation ya Nernst inategemea mkusanyiko (shughuli) ya vitu vinavyohusika katika mmenyuko wa titration. Karibu na hatua ya usawa (TE), mkusanyiko wa vitu vinavyoweza kuamua hubadilika kwa kasi, ambayo inaambatana na mabadiliko makali (kuruka) katika uwezo wa electrode ya kiashiria. EMF ya kipengele imedhamiriwa na tofauti ya uwezo kati ya electrode ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu. Kwa kuwa uwezo wa electrode ya kumbukumbu huwekwa mara kwa mara, kuruka kwa uwezo wa electrode ya kiashiria husababisha mabadiliko makali katika EMF ya seli, ambayo inaonyesha mafanikio ya TE. Kwa usahihi zaidi katika uamuzi wa TE, titrant huongezwa kwa njia ya kushuka mwishoni mwa titration.
Njia za mchoro, kawaida hutumika kupata TE, katika kesi hii, haifai kutumia, kwani curve ya titration iliyopangwa katika kuratibu. 
, haina ulinganifu kwa heshima na TE; ni vigumu sana kuanzisha FC kwa usahihi wa juu vya kutosha.
Hitilafu ya asilimia katika uamuzi wa novocaine katika madawa ya kulevya kwa titration ya potentiometric hauzidi 0.5%.
Sawa na uamuzi wa novocaine, njia ya titration ya potentiometric inaweza kutumika kuamua misombo mingine mingi ya kikaboni na madawa ya kulevya yenye kikundi cha msingi cha amino yenye kunukia, kwa mfano, sulfacyl, norsulfazol, derivatives ya asidi ya p-aminobenzoic, nk.
Kumbuka. Mmenyuko wa diazotization unaendelea polepole. Sababu mbalimbali huathiri kasi yake. Kuongezeka kwa asidi husababisha kupungua kwa kiwango cha mmenyuko, kwa hivyo, wakati wa kuteleza, wanajaribu kuzuia ziada kubwa ya asidi hidrokloric. Bromidi ya potasiamu huongezwa kwenye mchanganyiko wa majibu ili kuharakisha majibu. Joto lina athari ya kawaida
juu ya kiwango cha mmenyuko: ongezeko la joto kwa 10 ° C husababisha kuongezeka kwa kiwango kwa karibu mara 2. Walakini, titration, kama sheria, hufanywa kwa joto lisilozidi 18-20 ° C, na katika hali nyingi hata chini, wakati mchanganyiko wa mmenyuko umepozwa hadi 0-10 ° C, kwani misombo ya diazo huundwa kama matokeo ya mmenyuko ni imara na kuoza kwa joto la juu.
Titration kwa kutumia mmenyuko wa diazotization unafanywa polepole: kwanza kwa kiwango cha 1-2 ml / min, na mwisho wa titration - 0.05 ml / min.
Utaratibu wa kazi
TAZAMA! Kazi hii hutoa kwa matumizi ya mita ya ion ya ulimwengu EV-74. Wakati wa kutumia vifaa vya aina tofauti, ni muhimu kuongeza maelezo yao katika miongozo ya maabara.
1. Kufahamiana na "Maelekezo ya Usalama ya Kufanya kazi na Vifaa vya Umeme"(tazama Kiambatisho 1).
2. Kujua madhumuni, kanuni ya operesheni na "Maelekezo ya uendeshaji wa mita ya ion ya ulimwengu EV-74"(ona Nyongeza 2, 3) au kifaa sawa.
3. Maandalizi ya ionometer kwa vipimo.
3.1. Kiini cha galvanic kinakusanywa kutoka kwa electrode ya platinamu ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu ya kloridi ya fedha.
Electrode ya platinamu imewekwa kwenye msimamo karibu na electrode ya kumbukumbu.
TAZAMA! Vimiliki vilivyoundwa kushikilia elektroni na burette kwenye rack kawaida huwekwa mapema vizuri. Haipendekezi kubadili msimamo wao. Ili kurekebisha electrode ya platinamu au kubadilisha suluhisho katika kiini, kichocheo cha magnetic lazima kwanza kiondolewe kwa makini kutoka chini ya kiini.
Kwa ajili ya kurekebisha, electrode ya platinamu huletwa kwenye mguu wa tripod kutoka chini ili mwisho wake wa chini ni juu kidogo (kwa karibu 0.5 cm) kuliko mwisho wa chini wa electrode ya kumbukumbu. Electrode ya kiashiria imeshikamana na mita ya ion kupitia tundu "Badilisha", iko kwenye jopo la nyuma la kifaa (angalia Kiambatisho 3, aya ya 1.1). Electrode ya kumbukumbu lazima iunganishwe na mita ya ion kupitia tundu la Aux.
Electrodes huosha mara kwa mara na maji yaliyotengenezwa kutoka kwenye chupa ya safisha juu ya glasi ya 200-250 ml, baada ya hapo chupa ya 150 ml na maji yaliyotumiwa huletwa chini ya electrodes, ambayo huwekwa katikati ya meza ya kuchochea magnetic. Electrodes zilizowekwa vizuri hazipaswi kugusa kuta na chini ya kioo, pamoja na fimbo ya magnetic, ambayo baadaye hutumiwa kuchochea suluhisho.
3.2. Ionomer imejumuishwa kwenye mtandao chini ya uangalizi wa mwalimu kuongozwa na maelekezo ya uendeshaji kwa kifaa (Kiambatisho 3, vitu 1.2-1.7). Ruhusu chombo kuwasha moto kwa dakika 30.
4. Maandalizi ya suluhisho iliyochambuliwa ya novocaine. Kuandaa takriban 0.05 mol / l ufumbuzi wa novocaine katika 2 mol / l ufumbuzi wa asidi hidrokloric. Kwa kufanya hivyo, kuhusu 0.9 g ya madawa ya kulevya (sampuli hupimwa kwenye chupa ya uzito kwenye usawa wa uchambuzi na usahihi wa ± 0.0002 g) huwekwa kwenye chupa ya 100 ml, 20-30 ml ya maji yaliyotengenezwa, 16.6 ml. ya ufumbuzi wa hidrokloriki iliyojilimbikizia huongezwa (= 1.17 g / ml). Mchanganyiko huchochewa hadi dawa itafutwa kabisa, kiasi cha suluhisho kinarekebishwa kwa alama na maji yaliyotengenezwa, yaliyomo kwenye chupa huchanganywa.
5. Titration ya mwelekeo. Katika glasi yenye uwezo wa 150 ml, 20 ml ya suluhisho iliyochambuliwa ya novocaine imewekwa na pipette, 60 ml ya maji yaliyotengenezwa huongezwa kwa kutumia silinda na kuhusu 2 g ya bromidi ya potasiamu. Electrodes - platinamu ya kiashiria na kloridi ya fedha ya msaidizi - huingizwa katika suluhisho la titratable, fimbo ya magnetic inapungua na kiini imewekwa katikati ya meza ya magnetic stirrer. Ikiwa kuna maagizo kutoka kwa mwalimu, fungua shimo la upande wa electrode ya kloridi ya fedha, ukiondoa kuziba mpira kutoka kwake. Burette ya 25 ml imejazwa na suluhisho la kawaida la nitriti ya sodiamu 0.1 mol / l na imara katika tripod ili mwisho wa chini wa burette uingizwe kwenye beaker 1-2 cm chini ya makali yake. Washa kichochea sumaku. Kuchochea hakuzuiwi wakati wa mchakato mzima wa kuweka alama.
Kifaa kinajumuishwa katika hali ya millivoltmeter ili kupima uwezo mzuri (+ mV). Wakati wa takriban titration, EMF ya mfumo hupimwa kwa anuwai (-119) kama inavyoonyeshwa katika Kiambatisho 3, uk. 2.1-2.5, ufumbuzi wa titrant huongezwa kwa sehemu za 1 ml, kila wakati kupima EMF ya mfumo baada ya kusoma kwa chombo kunachukua thamani ya kutosha.
Mabadiliko makali katika EMF yanazingatiwa (kuruka kwa titration), na kisha mwingine 5-7 ml ya titrant huongezwa katika sehemu ya 1 ml na mtu ana hakika ya mabadiliko kidogo katika thamani iliyopimwa. Mwishoni mwa titration, zima kichochea sumaku. Matokeo ya kipimo yameingizwa kwenye jedwali. 3-11.
Kulingana na matokeo ya takriban titration, kiasi cha titrant imedhamiriwa, baada ya kuongezwa ambayo kuruka titration ni kuzingatiwa. Kiasi hiki kinachukuliwa kuwa karibu na kiasi kinacholingana na hatua ya mwisho ya titration (CTT).
Katika meza. 3-11 mfano, kiasi cha titrant kutumika kwa titration takriban ni 11 ml.
Jedwali 3-11. Takriban titration (mfano)
Kulingana na matokeo ya kadirio la ukadiriaji, kiwiko cha titration hujengwa katika viwianishi. Asili ya ulinganifu wa curve inabainishwa, ambayo inafanya kuwa vigumu kubainisha CTT kwa picha kwa usahihi ufaao.
6. Titration sahihi. Sehemu mpya ya suluhisho la novocaine iliyochambuliwa, maji yaliyotengenezwa, bromidi ya potasiamu huwekwa kwenye glasi safi ya 150 ml kwa idadi sawa na katika takriban titration. Electrodes, zilizoosha hapo awali na maji yaliyotumiwa, huingizwa kwenye suluhisho, fimbo ya magnetic inapungua, na kuchochea magnetic huwashwa. Kwa uwekaji alama sahihi, kipimo cha EMF kinafanywa katika safu nyembamba (49) kama inavyoonyeshwa katika Kiambatisho 3, kifungu cha 2.5.
Kwanza, kiasi cha titrant kinaongezwa kwa suluhisho la kupigwa kwa kiwango cha 1 ml / min, ambayo inapaswa kuwa 1 ml chini ya kiasi kilichotumiwa kwenye titration takriban, baada ya hapo EMF ya kipengele hupimwa. Katika mfano ulioonyeshwa, kiasi cha titrant iliyoongezwa ni: 11 - 1 = 10 ml.
Kisha titrant huongezwa katika sehemu za matone 2, kila wakati kupima EMF baada ya usomaji wa chombo huchukua thamani ya kutosha. Mabadiliko makali katika EMF yanazingatiwa (kuruka kwa titration), na kisha titration inaendelea katika sehemu ya matone 2 na ina hakika ya kupungua na mabadiliko kidogo. imebainishwa kwa karibu mia moja ya mililita.
Zima kichochea sumaku. Matokeo ya titration yameingizwa kwenye jedwali. 3-12.
Titration sahihi inafanywa angalau mara tatu. Mwishoni mwa vipimo, funga shimo la elektroni ya kloridi ya fedha na kizuizi cha mpira na uzima kifaa, kama inavyoonyeshwa katika Kiambatisho 3, kifungu cha 2.6.
7.
Uhesabuji wa matokeo ya uchambuzi. Kulingana na data kamili ya titration, kwanza hesabu kiasi cha tone moja na kisha ujazo wa titranti inayolingana na 
kulingana na formula:
iko wapi kiasi cha titrant, baada ya kuongezwa ambayo titration inaendelea kushuka, ml; ni kiasi cha titrant mwishoni mwa titration, ml; n ni jumla ya idadi ya matone ya titranti yaliyoongezwa; ni idadi ya matone ya titrant yaliyoongezwa kabla ya kuruka kwa titration kutokea; ni idadi ya matone ambayo hufanya sehemu ya ufumbuzi wa titrant iliyosababisha kuruka kwa titration.
Jedwali 3-12. Titration sahihi (mfano)
Mfano. Hesabu kulingana na jedwali. 3-12.
Kiasi cha titranti kinachotumika kwa uwekaji alama hubainishwa kwa kila alama ya i-th.
Sehemu ya wingi (kwa asilimia) ya novocaine katika maandalizi 
imehesabiwa
tyut na usahihi wa mia ya asilimia kulingana na formula:
Wapi Na- mkusanyiko wa molar wa titrant: ufumbuzi wa kawaida wa nitriti ya sodiamu, mol / l; - kiasi cha titrant kilichotumiwa kwenye titration sahihi ya i-th, ml;
Kiasi cha aliquot ya suluhisho la novocaine, ml; - kiasi cha jumla cha suluhisho la kuchambuliwa la novocaine, ml; M- molekuli ya molar ya novocaine, sawa na 272.78 g / mol; m- wingi wa sampuli ya dawa iliyo na novocaine, g.
Maadili yaliyopatikana ya sehemu kubwa ya novocaine katika utayarishaji inashughulikiwa na njia ya takwimu za hesabu, ikiwasilisha matokeo ya uchambuzi katika mfumo wa muda wa kujiamini kwa kiwango cha kujiamini cha 0.95.
Maswali ya kudhibiti
1. Je, ni kanuni gani ya kuamua novocaine kwa titration ya potentiometric?
2. Ni mmenyuko gani wa kemikali unaosababisha uamuzi wa novocaine kwa titration ya potentiometric?
3. Ni electrodes gani zinaweza kutumika kufuatilia mwendo wa mmenyuko wa diazotization wakati wa titration ya novocaine na suluhisho la nitriti ya sodiamu?
4. Ni nini kilichosababisha kuruka kwa EMF (kuruka kwa uwezo wa electrode ya kiashiria) katika eneo la hatua ya usawa wakati novocaine inapigwa na suluhisho la nitriti ya sodiamu?
5. Katika hali gani mmenyuko wa diazotization (pamoja na ushiriki wa novocaine) huendelea kwa kiasi na kwa haraka kutosha?
6. Je, ni kasi gani ya titration ya potentiometric ya novocaine na ufumbuzi wa nitriti ya sodiamu?
7. Je, ni aina gani ya curve ya titration ya novocaine yenye ufumbuzi wa nitriti ya sodiamu, iliyojengwa katika kuratibu "EMF - kiasi cha titrant"?
8. Je, ni vyema kutumia mbinu za graphical kwa kuamua uhakika wa usawa katika titration ya potentiometric ya novocaine?
10. Ni asilimia gani (jamaa) ya makosa katika uamuzi wa novocaine katika madawa ya kulevya kwa titration ya potentiometric?
11. Je, ni faida gani za njia ya potentiometri ya kuonyesha kiwango cha usawa ikilinganishwa na njia ya kuona katika kuamua novocaine kwa titration ya nitritometri?
12. Ni vitu gani vinaweza kuamua na titration ya potentiometric kwa mlinganisho na uamuzi wa novocaine?
Kiambatisho cha 1
Maagizo ya usalama ya kufanya kazi na vifaa vya umeme
Fanya kazi na vifaa visivyo na msingi;
Acha kifaa kilichowashwa bila kushughulikiwa;
Sogeza kifaa kilichowashwa;
Fanya kazi karibu na sehemu za wazi za kubeba sasa za kifaa;
Washa na uzime kifaa kwa mikono yenye mvua.
2. Katika tukio la kushindwa kwa nguvu, zima kifaa mara moja.
3. Katika tukio la moto katika waya au kifaa cha umeme, ni muhimu kuziondoa mara moja na kuzimisha moto kwa moto wa kavu, blanketi za asbesto, mchanga; lakini si kwa maji.
Kiambatisho cha 2
Kusudi na kanuni ya uendeshaji wa mita ya ion ya ulimwengu EV-74
1. Kusudi la kifaa
Mita ya ion ya ulimwengu EV-74 imeundwa kuamua, pamoja na elektroni zinazochagua ion, shughuli (kiashiria cha shughuli - pX) ya ioni zenye chaji moja na mbili (kwa mfano, 
, 
na wengine), na pia kwa kupima uwezo wa redox (nguvu ya umeme) ya mifumo inayolingana ya elektrodi katika suluhisho la elektroliti yenye maji.
Ionoma pia inaweza kutumika kama millivoltmeter ya upinzani wa juu.
2. Kanuni ya uendeshaji wa kifaa
Uendeshaji wa ionometer inategemea uongofu wa nguvu ya electromotive ya mfumo wa electrode katika sasa ya moja kwa moja sawia na thamani iliyopimwa. Uongofu unafanywa kwa kutumia kigeuzi cha aina ya fidia ya kiotomatiki yenye upinzani mkubwa.
Nguvu ya umeme ya mfumo wa electrode inalinganishwa na kushuka kwa voltage kinyume kwenye upinzani wa usahihi R, Ambayo sasa ya amplifier inapita. Voltage inatumika kwa pembejeo ya amplifier:
Kwa faida kubwa ya kutosha, voltage inatofautiana kidogo na nguvu ya umeme, na kutokana na hili, sasa inapita kupitia electrodes wakati wa mchakato wa kipimo ni ndogo sana, na sasa inapita kupitia upinzani. R, sawia na nguvu ya elektroni ya mfumo wa elektroni:
Kwa kupima sasa na microammeter A, inawezekana kuamua na pia katika ufumbuzi wa mtihani.
Kiambatisho cha 3
Maagizo ya matumizi ya mita ya ion ya EV-74 ya kupima uwezo wa redox (EMF) ya mifumo ya electrode
Vipimo vinaweza kufanywa kwa millivolti na katika vitengo vya pX kwenye saizi ya kifaa. Wakati wa kupima EMF, hakuna marekebisho ya joto la ufumbuzi wa mtihani huletwa.
1. Maandalizi ya ionometer EV-74 kwa vipimo.
1.1. Chagua electrodes muhimu na urekebishe katika tripod. Electrode ya kiashiria imeshikamana na tundu la "Badilisha". moja kwa moja au kwa kutumia kuziba adapta, na electrode ya kumbukumbu kwa "Af." nyuma ya chombo. Electrodes huosha na kuzama katika glasi ya maji yaliyotengenezwa.
1.2. Angalia msingi wa kesi ya chombo.
1.3. Zero ya mitambo ya kifaa kinachoonyesha imewekwa, ambayo, kwa kugeuza corrector ya sifuri na screwdriver, pointer imewekwa kwenye alama ya sifuri (ya awali) ya kiwango.
1.4. Bonyeza kitufe cha chini "t °" kwa kuchagua aina ya kazi na kitufe cha juu "-119" kwa kuchagua anuwai ya kipimo.
1.5. Unganisha kifaa kwenye mtandao wa 220 V kwa kutumia kamba.
1.6. Washa kifaa kwa kutumia swichi ya "Mtandao" ya kugeuza. Nguvu inapotumika, taa ya kiashiria cha kuwasha itawaka.
1.7. Kifaa huwasha moto kwa dakika 30.
2. Upimaji wa uwezo wa redox (EMF) wa mifumo ya electrode.
2.1. Electrodes hutiwa ndani ya kopo na suluhisho la mtihani, baada ya kuondoa maji ya ziada ya distilled kutoka kwenye uso wa electrodes na karatasi ya chujio.
2.2. Washa kichochea sumaku.
2.3. Bonyeza kitufe 
na kitufe cha safu iliyochaguliwa ya kupimia.
2.4. Wacha anion | cation; +|-” ikiwa uwezo chanya unapimwa, na kubonyezwa wakati uwezo hasi unapimwa.
2.5. Ruhusu usomaji wa ala kusuluhisha na kusoma thamani inayoweza kutokea katika millivolti kwenye mizani inayolingana ya chombo kinachoonyesha, ukizidisha usomaji wa chombo kwa 100:
Wakati wa kupima kwa aina mbalimbali za "-119", usomaji unafanywa kwa kiwango cha chini na digitization kutoka -1 hadi 19;
Wakati wa kupima kwenye safu nyembamba ya "-14", usomaji unafanywa kwa kiwango cha juu na digitization kutoka -1 hadi 4;
Wakati wa kupima kwenye moja ya safu nyembamba "49", "914", "1419", usomaji unafanywa kwa kiwango cha juu na dijiti kutoka 0 hadi 5, na usomaji wa chombo huongezwa kwa thamani ya kikomo cha chini. safu iliyochaguliwa.
Mfano. Ubadilishaji wa anuwai umewekwa kwa nafasi "49", na pointer ya chombo imewekwa 3.25. Katika kesi hii, thamani ya kipimo ni: (4 + 3.25) . 100=725 mV.
2.6. Mwishoni mwa vipimo, bonyeza kitufe cha "t °" na "-119", zima kifaa kwa kutumia swichi ya "Mtandao" na ukata kifaa na kichochea sumaku kutoka kwa mains. Electrodes na fimbo ya magnetic stirrer huoshawa na maji yaliyotumiwa na kukabidhiwa kwa msaidizi wa maabara.
Somo la 3. Uchambuzi wa CoulometricKanuni ya mbinu
Uchambuzi wa coulometric (coulometry) inategemea kutumia uhusiano kati ya wingi m Dutu ambayo iliguswa wakati wa elektrolisisi katika seli ya elektrokemikali, na kiasi cha umeme Q ambacho kilipitia seli ya elektrokemikali wakati wa elektrolisisi ya dutu hii tu. Kwa mujibu wa sheria ya pamoja ya electrolysis na M. Faraday, molekuli m(katika gramu) inahusiana na kiasi cha umeme Q(katika coulombs) kwa uwiano:
(1)
Wapi M- molekuli ya molar ya dutu ambayo iliguswa wakati wa electrolysis, g / mol; n- idadi ya elektroni zinazohusika katika mmenyuko wa electrode; F\u003d 96 487 C / mol - Nambari ya Faraday.
Kiasi cha umeme (katika coulombs) ambacho kilipitia seli ya elektroni wakati wa elektrolisisi ni sawa na bidhaa ya mkondo wa umeme (katika amperes) na wakati wa elektrolisisi (kwa sekunde):
(2)
Ikiwa kiasi cha umeme kinapimwa, basi kulingana na (1) inawezekana kuhesabu wingi m. Hii ni kweli katika kesi wakati kiasi kizima cha umeme kilichopitishwa kupitia kiini cha electrochemical wakati wa electrolysis kinatumiwa tu juu ya electrolysis ya dutu fulani; upande-
taratibu nye zinapaswa kutengwa. Kwa maneno mengine, pato la sasa (ufanisi) linapaswa kuwa 100%.
Kwa kuwa, kwa mujibu wa sheria ya pamoja ya electrolysis na M. Faraday (1), ili kuamua wingi wa m (g) wa dutu ambayo imeguswa wakati wa electrolysis, ni muhimu kupima kiasi cha umeme. Q, kutumika katika mabadiliko ya electrochemical ya analyte, katika pendants Njia hiyo inaitwa coulometry. Kazi kuu ya vipimo vya coulometric ni kuamua kiasi cha umeme kwa usahihi iwezekanavyo. Q.
Uchunguzi wa coulometric unafanywa ama katika hali ya amperostatic (galvanostatic), i.e. na mkondo wa umeme wa moja kwa moja i= const, au kwa uwezo wa kudhibitiwa mara kwa mara wa electrode ya kazi (potentiostatic coulometry), wakati mabadiliko ya sasa ya umeme (hupungua) wakati wa electrolysis.
Katika kesi ya kwanza, kuamua kiasi cha umeme Q inatosha kupima muda wa electrolysis, moja kwa moja sasa kwa usahihi iwezekanavyo na kuhesabu thamani Q kulingana na fomula (2). Katika kesi ya pili, thamani Q kuamuliwa ama kwa hesabu au kwa kemikali coulometers.
Kuna coulometry ya moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja (titration ya coulometric).
Coulometry ya moja kwa moja
Mbinu Essence
Coulometry ya moja kwa moja kwa sasa ya moja kwa moja haitumiwi mara chache. Mara nyingi zaidi, coulometry hutumiwa kwa uwezo unaodhibitiwa wa mara kwa mara wa electrode inayofanya kazi au coulometry ya potentiostatic ya moja kwa moja.
Katika coulometry ya potentiostatic ya moja kwa moja, dutu iliyopangwa moja kwa moja inakabiliwa na electrolysis. Kiasi cha umeme kinachotumiwa kwenye uchanganuzi wa kielektroniki wa dutu hii hupimwa, na kulingana na mlinganyo (1), wingi huhesabiwa. m dutu inayoamuliwa.
Wakati wa electrolysis, uwezo wa electrode ya kufanya kazi huhifadhiwa mara kwa mara, 
Je, potentiostats hutumiwa kwa kawaida kwa nini?
Thamani inayowezekana ya kudumu E iliyochaguliwa hapo awali kwa kuzingatia curve ya sasa ya voltage (polarization) iliyojengwa katika kuratibu "sasa i- uwezo E", uliopatikana chini ya hali sawa ambayo electrolysis itafanyika. Kawaida kuchagua
thamani inayowezekana E, sambamba na eneo la kikomo cha sasa kwa mchambuzi na kuzidi kidogo uwezo wake wa nusu-wimbi (kwa ~ 0.05-0.2 V). Kwa thamani hii inayowezekana, elektroliti inayounga mkono haipaswi kupitia electrolysis.
Kama electrode inayofanya kazi, elektrodi ya platinamu hutumiwa mara nyingi, ambayo kupunguzwa kwa elektroni au oxidation ya analyte hufanyika. Mbali na electrode ya kazi, kiini cha electrochemical kinajumuisha electrodes nyingine 1 au 2 - electrode ya kumbukumbu, kwa mfano, kloridi ya fedha, na electrode ya msaidizi, kwa mfano, iliyofanywa kwa chuma.
Wakati mchakato wa electrolysis unaendelea kwa uwezo wa mara kwa mara, sasa ya umeme katika seli hupungua, kwani mkusanyiko wa dutu ya umeme inayoshiriki katika mmenyuko wa electrode hupungua. Katika kesi hii, mkondo wa umeme hupungua kwa wakati kulingana na sheria ya kielelezo kutoka kwa thamani ya awali kwa wakati wa wakati hadi thamani ya wakati huo.
(3)
ambapo mgawo hutegemea asili ya mmenyuko, jiometri ya seli ya electrochemical, eneo la electrode inayofanya kazi, mgawo wa uenezi wa analyte, kiwango cha mchanganyiko wa ufumbuzi na kiasi chake.
Grafu ya chaguo za kukokotoa (3) imeonyeshwa kimkakati kwenye tini. 3-10.
Mchele. 3-10. Mabadiliko ya sasa na wakati katika coulometry ya potentiostatic ya moja kwa moja
Pato la sasa litakuwa la kiasi wakati sasa inapungua hadi sifuri, i.e. kwa wakati usio na mwisho. Katika mazoezi, electrolysis
Dutu itakayoamuliwa inachukuliwa kuwa ya kiasi wakati mkondo unafikia thamani ndogo sana, isiyozidi ~ 0.1% ya thamani.Katika hali hii, hitilafu ya uamuzi ni takriban ~0.1%.
Kwa kuwa kiasi cha umeme kinafafanuliwa kama bidhaa ya sasa na wakati wa electrolysis, ni dhahiri kwamba jumla ya kiasi cha umeme. Q, kutumika kwenye electrolysis ya analyte, ni sawa na:
(4)
hizo. imedhamiriwa na eneo lililofungwa na shoka za kuratibu na kielelezo kwenye Mtini. 3-10.
Ili kupata misa m ya dutu iliyoathiriwa inahitajika kulingana na (1) kupima au kuhesabu kiasi cha umeme Q.
Njia za kuamua kiasi cha umeme kilichopitishwa kupitia suluhisho katika coulometry ya potentiostatic ya moja kwa moja
Thamani Q inaweza kuamua kwa njia za hesabu au kutumia coulometer ya kemikali.
. Kukokotoa thamani ya Q kulingana na eneo lililo chini ya ukingo wa utegemezi wa i Pima eneo lililopunguzwa na axes za kuratibu na kielelezo (3) (tazama Mchoro 3-10). Ikiwa ya sasa i iliyoonyeshwa kwa amperes na wakati kwa sekunde, eneo lililopimwa ni sawa na kiasi cha umeme Q katika pendants.
Kwa kuamua Q bila hitilafu inayoonekana, njia hiyo inahitaji karibu kukamilisha mchakato wa electrolysis, i.e. muda mrefu. Kwa mazoezi, eneo hilo linapimwa kwa thamani ya m inayofanana na i= 0.001 (0.1% ya.
. Uhesabuji wa thamani ya Q kulingana na utegemezi kutoka kwa mujibu wa (3) na (4) tunayo:
Kwa sababu ya:
Hivyo, 
na kuamua thamani Q muhimu
kupata maadili 
Kulingana na (3) 
. Baada ya kuchukua logarithm ya equation hii,
tunapata utegemezi wa mstari
(5)
Ikiwa maadili kadhaa yanapimwa kwa nyakati tofauti (kwa mfano, kwa kutumia curve kama ile iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 3-10 au moja kwa moja kwa nguvu), inawezekana kupanga kazi (5), iliyoonyeshwa kwa utaratibu katika Mtini. 3-11 na kuwakilisha mstari wa moja kwa moja.
Sehemu iliyokatwa na mstari wa moja kwa moja kwenye mhimili wa kuratibu ni sawa na tangent ya pembe ya mwelekeo wa mstari wa moja kwa moja kwa mhimili wa abscissa ni: 
Kujua maana 
na kwa hiyo, inawezekana kuhesabu thamani
Vizuri 
, na kisha misa m kulingana na fomula (1).
Mchele. 3-11. Utegemezi wa wakati wa electrolysis katika coulometry ya potentiostatic ya moja kwa moja
. Uamuzi wa thamani ya Q kwa kutumia coulometer ya kemikali. Kwa njia hii, mzunguko wa umeme wa ufungaji wa coulometric ni pamoja na coulometer ya kemikali katika mfululizo na kiini electrochemical ambayo electrolysis ya analyte hufanyika. Kiasi cha umeme Q, kupitia coulometer iliyounganishwa katika mfululizo na kiini cha electrochemical ni sawa. Muundo wa coulometer hufanya iwezekanavyo kuamua thamani kwa majaribio Q.
Mara nyingi, coulometers za fedha, shaba na gesi hutumiwa, mara chache wengine. Matumizi ya coulometers ya fedha na shaba inategemea uamuzi wa electrogravimetric ya wingi wa fedha au shaba iliyowekwa kwenye cathode ya platinamu wakati wa electrolysis.
Kujua wingi wa chuma iliyotolewa kwenye cathode katika coulometer, tunaweza kutumia equation (1) kuhesabu kiasi cha umeme Q.
Coulometers, hasa fedha na shaba, inakuwezesha kuamua kiasi cha umeme Q kwa usahihi wa hali ya juu, lakini kufanya kazi nao ni kazi ngumu na hutumia wakati.
Katika coulometry, viunganishi vya elektroniki pia hutumiwa kurekodi kiasi cha umeme. Q, alitumia kwenye electrolysis, kulingana na dalili za kifaa sambamba.
Utumiaji wa Coulometry ya moja kwa moja
Njia ina uteuzi wa juu, unyeti (hadi 10 -8 -10 -9 g au hadi ~ 10 -5 mol / l), reproducibility (hadi ~ 1-2%), na inaruhusu kuamua maudhui ya microimpurities. Hasara za njia ni pamoja na utata wa juu na muda wa uchambuzi, haja ya vifaa vya gharama kubwa.
Coulometry ya moja kwa moja inaweza kutumika kuamua ioni za chuma, nitro hai na derivatives ya halojeni, kloridi, bromidi, iodidi, anions thiocyanate, ioni za chuma katika hali ya chini ya oxidation wakati zinahamishiwa kwenye hali ya juu ya oxidation, kwa mfano:
Na kadhalika.
Katika uchambuzi wa dawa, coulometry ya moja kwa moja hutumiwa kuamua asidi ya ascorbic na picric, novocaine, oxyquinoline, na katika hali nyingine.
Coulometry ya moja kwa moja ni ngumu na ndefu. Kwa kuongezea, katika hali nyingine, michakato ya upande huanza kuonekana hata kabla ya kukamilika kwa mmenyuko kuu wa elektrochemical, ambayo inapunguza ufanisi wa sasa na inaweza kusababisha makosa makubwa katika uchambuzi. Ndiyo maana coulometry isiyo ya moja kwa moja hutumiwa mara nyingi - titration ya coulometric.
Titration ya coulometric
Mbinu Essence
Wakati wa titration ya coulometric, analyte X, ambayo iko katika suluhisho katika seli ya electrochemical, humenyuka na titrant T, dutu ambayo hutengenezwa kwa kuendelea (inayozalishwa) kwenye electrode ya jenereta wakati wa electrolysis ya dutu ya msaidizi pia iko katika suluhisho. Mwisho wa uwekaji alama ni wakati ambapo mchanganuzi X wote humenyuka kabisa na titranti inayotokana na T, iliyosanikishwa ama kuibua na njia ya kiashiria.
nyumba, kuanzisha katika suluhisho kiashiria sahihi ambacho hubadilisha rangi karibu na seli ya mafuta, au kutumia njia za ala - potentiometrically, amperometrically, photometrically.
Kwa hivyo, katika titration coulometric, titrant si aliongeza kutoka buret kwa ufumbuzi kuwa titrated. Jukumu la titrant linachezwa na dutu T, ambayo inaendelea kuzalishwa wakati wa mmenyuko wa electrode kwenye electrode ya jenereta. Kwa wazi, kuna mlinganisho kati ya titration ya kawaida, wakati titranti inaletwa kutoka nje ndani ya suluhisho la titrated na, kama inavyoongezwa, humenyuka na mchambuzi, na kizazi cha dutu T, ambayo pia humenyuka na mchambuzi kama inavyofanya. inaundwa, kwa hivyo njia inayozingatiwa iliitwa "titration ya coulometric".
Titration ya coulometric inafanywa katika hali ya amperostatic (galvanostatic) au potentiostatic. Mara nyingi, titration ya coulometric inafanywa kwa hali ya amperostatic, kudumisha sasa ya umeme ya mara kwa mara wakati wote wa electrolysis.
Badala ya kiasi cha titrant iliyoongezwa katika titration ya coulometric, wakati t na sasa hupimwa i electrolysis. Mchakato wa malezi ya dutu T katika seli ya coulometric wakati wa electrolysis inaitwa kizazi cha titrant.
Titration ya coulometric kwa mkondo wa moja kwa moja
Katika titration ya coulometric katika hali ya amperostatic (kwa sasa ya moja kwa moja), wakati ambapo electrolysis ilifanyika na kiasi cha umeme hupimwa. Q, zinazotumiwa wakati wa electrolysis ni mahesabu kwa formula (2), baada ya ambayo wingi wa analyte X hupatikana kwa uhusiano (1).
Kwa hivyo, kwa mfano, kusawazisha suluhisho la asidi hidrokloriki kwa njia ya titration ya coulometric hufanywa na titration ya ioni za hidrojeni. 
suluhisho sanifu iliyo na HCl, inayozalishwa kwa umeme kwenye cathode ya platinamu na ioni za hidroksidi OH - wakati wa umeme wa maji:
Titrant inayotokana - ioni za hidroksidi - humenyuka na ioni 
katika suluhisho:
Titration inafanywa mbele ya kiashiria cha phenolphthalein na imesimamishwa wakati rangi ya rangi ya pink ya suluhisho inaonekana.
Kujua thamani ya sasa ya moja kwa moja katika amperes) na wakati (katika sekunde) inayotumiwa kwenye titration, kiasi cha umeme kinahesabiwa kwa kutumia formula (2) Q(katika pendenti) na kwa mujibu wa formula (1) - wingi (katika gramu) ya HCl iliyosababishwa iliyomo katika aliquot ya ufumbuzi wa HCl uliowekwa ndani ya seli ya coulometric (kwenye chombo cha jenereta).
Kwenye mtini. 3-12 schematically inaonyesha moja ya chaguzi kwa ajili ya kiini electrochemical kwa titration coulometric na Visual (kwa kubadilisha rangi ya kiashiria) dalili ya mwisho wa titration, na cathode jenereta na anode msaidizi.
Electrode ya platinamu ya jenereta 1 (katika kesi inayozingatiwa, anode) na electrode ya platinamu 2 (katika kesi inayozingatiwa, cathode) huwekwa kwenye chombo cha kizazi (jenereta) 3 na chombo cha msaidizi 4, kwa mtiririko huo. dutu ya umeme ya msaidizi na kiashiria. Dutu ya msaidizi yenyewe inaweza kucheza nafasi ya electrolyte inayounga mkono; katika hali kama hizi, hakuna haja ya kuanzisha elektroliti nyingine inayounga mkono kwenye suluhisho.
Vizazi na vyombo vya msaidizi vinaunganishwa na daraja la electrolytic (chumvi) 5 iliyojaa electrolyte yenye nguvu isiyojali ili kuhakikisha mawasiliano ya umeme kati ya electrodes. Mwisho wa tube ya daraja la electrolytic imefungwa na plugs za karatasi za chujio. Chombo cha kizazi kina fimbo ya magnetic 6 kwa kuchanganya suluhisho na kichocheo cha magnetic.
Kiini cha elektrokemikali kinajumuishwa katika mzunguko wa umeme wa usakinishaji wa titration ya coulometric, yenye uwezo wa kudumisha mkondo wa kila wakati na thamani inayohitajika (kwa mfano, tumia chanzo cha nguvu cha ulimwengu wote kama kifaa cha maabara UIP-1 na vifaa sawa).
Kabla ya titration ya coulometric, electrodes huosha kabisa na maji yaliyotumiwa, suluhisho na dutu ya ziada ya umeme (chini ya hali fulani) huongezwa kwenye chombo cha kizazi, na, ikiwa ni lazima, electrolyte inayounga mkono na kiashiria.
Kwa kuwa suluhisho la usuli lililoandaliwa kwa njia hii linaweza kuwa na uchafu unaoweza kupunguzwa na umeme au electrooxidizing, kwanza hufanywa. kabla ya electrolysis ufumbuzi background kwa electroreduction au electrooxidation ya uchafu. Kwa kufanya hivyo, mzunguko wa umeme wa ufungaji umefungwa na electrolysis inafanywa kwa
muda fulani (kawaida mfupi) hadi kiashiria kibadilishe rangi, baada ya hapo mzunguko unafunguliwa.
Mchele. 3-12. Mpango wa kiini cha electrochemical kwa titration ya coulometric na fixation ya kiashiria cha kuona ya mwisho wa titration: 1 - jenereta ya jenereta ya platinamu electrode; 2 - electrode ya platinamu msaidizi; 3 - chombo cha kizazi na ufumbuzi wa mtihani; 4 - chombo cha msaidizi na suluhisho la electrolyte yenye nguvu isiyojali; 5 - daraja la electrolytic; 6 - fimbo ya magnetic stirrer
Baada ya kukamilika kwa electrolysis ya awali, kiasi kilichopimwa kwa usahihi cha suluhisho iliyochambuliwa huletwa kwenye chombo cha kizazi, kichocheo cha magnetic kinawashwa, mzunguko wa umeme wa ufungaji umefungwa, wakati stopwatch imewashwa, na electrolysis ni. unafanywa kwa sasa moja kwa moja mpaka kiashiria (suluhisho) rangi inabadilika kwa kasi, wakati stopwatch inasimamishwa mara moja na mzunguko wa umeme unafunguliwa. mzunguko wa ufungaji.
Ikiwa suluhisho la kuchambuliwa lililoletwa kwenye seli ya coulometric kwa titration lina uchafu wa vitu vinavyoweza kupunguzwa au electrooxidizing, mabadiliko ambayo yanahitaji kiasi fulani cha umeme wakati wa electrolysis, kisha baada ya kabla ya electrolysis (kabla ya kuongeza ufumbuzi uliochambuliwa kwenye seli) titration tupu, kwa kuanzisha ndani ya kiini cha coulometric, badala ya ufumbuzi uliochambuliwa, kiasi sawa cha suluhisho, ambacho kina vitu vyote sawa na kwa kiasi sawa na ufumbuzi ulioongezwa wa kuchambuliwa, isipokuwa mchambuzi X. Katika kesi rahisi zaidi , maji yaliyotengenezwa huongezwa kwa ufumbuzi wa nyuma kwa kiasi sawa na kiasi cha aliquot ya ufumbuzi uliochambuliwa na analyte.
Wakati unaotumika kwenye uwekaji alama tupu hupunguzwa zaidi kutoka kwa wakati unaotumika katika uwekaji alama wa suluhisho la jaribio na mchambuzi.
Masharti ya titration ya coulometric. Lazima itoe 100% ya pato la sasa. Kwa kufanya hivyo, angalau mahitaji yafuatayo lazima yatimizwe.
1. Reagent msaidizi, ambayo titrant huzalishwa kwenye electrode ya kazi, lazima iwepo katika suluhisho katika jamaa kubwa ya ziada na analyte (~ 1000-mara ziada). Chini ya hali hizi, athari za umeme za upande kawaida huondolewa, kuu ambayo ni oxidation au kupunguzwa kwa elektroliti inayounga mkono, kwa mfano, ioni za hidrojeni:
2. DC sasa i= const wakati wa elektrolisisi inapaswa kuwa chini ya mkondo wa usambazaji wa kitendanishi kisaidizi ili kuzuia athari na ushiriki wa ioni za elektroliti.
3. Ni muhimu kuamua kiasi cha umeme kinachotumiwa wakati wa electrolysis kwa usahihi iwezekanavyo, ambayo ni muhimu kurekodi kwa usahihi mwanzo na mwisho wa muda wa kuhesabu na ukubwa wa sasa wa electrolysis.
Mwisho wa alama ya titration. Katika titration coulometric, TEs ni kuamua ama kwa kiashiria kuona au kwa ala (spectrophotometric, electrochemical) mbinu.
Kwa mfano, wakati wa kutengeneza suluhisho la thiosulfate ya sodiamu na iodini ya umeme, kiashiria, suluhisho la wanga, huongezwa kwa seli ya coulometric. Baada ya kufikia TE, wakati ioni zote za thiosulfate kwenye suluhisho zimepangwa, sehemu ya kwanza kabisa ya iodini ya elektroni hubadilisha suluhisho kuwa bluu. Electrolysis imeingiliwa.
Wakati wa dalili ya electrochemical ya FC, jozi ya electrodes, ambayo ni pamoja na katika kiashiria cha ziada cha mzunguko wa umeme, huwekwa kwenye suluhisho la mtihani (katika chombo cha kizazi). Mwisho wa titration unaweza kurekodi kwa kutumia kiashiria ziada mzunguko umeme potentiometrically (pH-metrically) au biamperometrically.
Kwa dalili ya biamperometric ya seli za mafuta, curve za titration hujengwa katika kuratibu kwa kupima sasa. i katika indie ya ziada
mzunguko wa umeme wa kiashiria kama kitendakazi cha wakati wa elektrolisisi katika seli ya coulometric.
Titration ya coulometric kwa uwezo thabiti
Hali ya potentiostatic katika titration ya coulometric hutumiwa mara chache.
Titration ya coulometric katika hali ya potentiostatic inafanywa kwa thamani ya mara kwa mara ya uwezo unaofanana na uwezo wa kutokwa kwa dutu kwenye electrode ya kazi, kwa mfano, wakati wa kupunguzwa kwa cathodic ya M n + cations za chuma kwenye electrode ya kazi ya platinamu. Wakati mmenyuko unavyoendelea, uwezo unabaki mara kwa mara hadi cations zote za chuma zimeitikia, baada ya hapo hupungua kwa kasi, kwani hakuna tena uwezo wa kuamua cations za chuma katika suluhisho.
Utumiaji wa titration ya coulometric. Katika titration ya coulometric, aina zote za athari za uchambuzi wa titrimetric zinaweza kutumika: asidi-msingi, redox, mvua, athari za malezi tata.
Kiasi kidogo cha asidi (hadi ~ 10 -4 -10 -5 mol / l) kinaweza kuamuliwa na titration ya msingi wa asidi ya coulometric na ioni za elektroni zinazoundwa wakati wa elektrolisisi ya maji kwenye cathode:
Unaweza pia kutikisa besi na ioni za hidrojeni zinazozalishwa kwenye anode wakati wa uwekaji umeme wa maji:
Pamoja na redox bromometric titration coulometric, arseniki(III), antimoni(III) misombo, iodidi, hidrazini, phenoli, na vitu vingine vya kikaboni vinaweza kubainishwa. Bromini ya kielektroniki inayozalishwa kwenye anode hufanya kama titrant:
Unyevushaji wa uwekaji alama wa coulometric unaweza kubainisha ayoni za halidi na misombo ya kikaboni iliyo na salfa kwa kani za fedha zinazozalishwa na umeme, kani za zinki kwa ioni za ferrocyanide zinazozalishwa na kielektroniki, n.k.
Titration changamano ya coulometric ya cations chuma inaweza kufanywa na anions EDTA electrogenerated juu ya zebaki (II) complexonate cathode.
Titration ya coulometric ina usahihi wa juu, aina mbalimbali za maombi katika uchambuzi wa kiasi, inakuwezesha kuamua kiasi kidogo cha vitu, misombo ya chini ya sugu (kwa sababu huguswa mara baada ya kuundwa kwao), kwa mfano, shaba (I), fedha (II) , bati (II) , titanium(III), manganese(III), klorini, bromini, nk.
Faida za njia hiyo pia ni pamoja na ukweli kwamba hakuna maandalizi, viwango na uhifadhi wa titrant inahitajika, kwani hutengenezwa mara kwa mara wakati wa electrolysis na hutumiwa mara moja katika majibu na mchambuzi.
Malengo ya utafiti wa mada
Kulingana na ujuzi wa misingi ya kinadharia ya njia ya titration coulometric na maendeleo ya ujuzi wa vitendo, kujifunza kwa busara kuchagua na kutumia kivitendo njia hii ya uchambuzi kwa uamuzi wa kiasi cha dutu; kuwa na uwezo wa kufanya tathmini ya takwimu ya matokeo ya titration ya coulometric.
Malengo
1. Jifunze jinsi ya kuhesabu wingi wa thiosulfate ya sodiamu katika suluhisho kwa titration ya coulometric.
2. Jifunze jinsi ya kusawazisha suluhisho la asidi hidrokloriki kwa titration ya coulometric.
3. Suluhisho la matatizo ya kawaida ya hesabu.
Ili kusoma mada, somo moja la maabara kati ya mawili yaliyoelezwa katika mwongozo huu limetolewa. Inashauriwa kufanya kazi ya maabara "Uamuzi wa wingi wa thiosulfate ya sodiamu katika suluhisho na titration ya coulometric".
Kazi ya kujisomea
Haja ya kujua kwa kazi
1. Kanuni ya mbinu za coulometry.
2. Kiini cha njia ya titration ya coulometric katika kuamua:
a) thiosulfate ya sodiamu;
b) asidi hidrokloriki.
Lazima uweze
1. Andika milinganyo ya miitikio ya kielektroniki inayotokea kwenye elektrodi wakati wa titration ya coulometric:
a) thiosulfate ya sodiamu;
b) asidi hidrokloriki.
2. Andika milinganyo ya miitikio ya elektrokemikali inayotokea katika suluhu wakati wa titration ya coulometric:
a) thiosulfate ya sodiamu;
b) asidi hidrokloriki.
3. Kuhesabu kiasi cha umeme na wingi (mkusanyiko) wa dutu kulingana na matokeo ya titration ya coulometric.
4. Mchakato wa matokeo ya maamuzi sambamba ya dutu kwa njia ya takwimu za hisabati.
Bibliografia
1. Kitabu cha kiada. - Kitabu cha 2, sura ya 10. - S. 481-492; 507-509; 512-513.
2.Kharitonov Yu.Ya., Grigorieva V.Yu. Mifano na kazi katika kemia ya uchambuzi.- M.: GEOTAR-Media, 2009.- P. 240-244; 261-264; 277-281.
Maelezo ya kazi
Matawi ya kisasa ya uzalishaji na maisha ya kijamii ya watu hutoa kazi zao maalum kwa mbinu za kimwili na kemikali za uchambuzi kwa udhibiti wa ubora wa bidhaa. Moja ya mbinu kuu za uchambuzi wa kimwili na kemikali ni mbinu za uchambuzi wa electrochemical.
Njia hizi zinaweza kuamua haraka na kwa usahihi viashiria vingi vya ubora wa bidhaa.
Njia za electrochemical za kuchambua muundo wa dutu hutumiwa sana katika tasnia anuwai. Hukuruhusu kubinafsisha upokeaji wa matokeo ya ubora wa bidhaa na kurekebisha ukiukaji bila kusimamisha uzalishaji. Katika tasnia ya chakula, njia hizi huamua usawa wa asidi-msingi wa bidhaa, uwepo wa vitu vyenye madhara na sumu na viashiria vingine vinavyoathiri sio tu ubora, bali pia usalama wa chakula.
Kifaa kilichoundwa kwa ajili ya uchanganuzi wa kielektroniki ni cha bei nafuu, kinapatikana kwa urahisi na ni rahisi kutumia. Kwa hiyo, njia hizi hutumiwa sana si tu katika maabara maalumu, lakini pia katika viwanda vingi.
Katika suala hili, madhumuni ya hii
UTANGULIZI 2
NADHARIA SEHEMU YA 3
1.1 Sifa za jumla za mbinu za kimwili na kemikali za uchambuzi 3
1.2 Tabia za mbinu za kielektroniki 4
1.3 Uainishaji wa mbinu za kielektroniki za uchambuzi 5
2 SEHEMU YA 15 YA MAJARIBIO NA YA VITENDO
HITIMISHO 21
MAREJEO 22
Njia za electrochemical- zinazoendelea kwa nguvu zaidi katika suala la matumizi yao katika ufuatiliaji wa mazingira. Mara nyingi, mifumo ya MOS hutumia voltammetry (ikiwa ni pamoja na polarography), potentiometry (ikiwa ni pamoja na ionometri), coulometry, na conductometry.
Njia za uchambuzi wa electrochemical hutumia utegemezi wa mali mbalimbali za umeme za kati juu ya maudhui ya kiasi na muundo wa ubora wa vitu vilivyochambuliwa ndani yake:
· mabadiliko uwezo elektrodi kulingana na michakato ya kifizikia inayotokea kwenye dutu ( potentiometriki mbinu), ikiwa ni pamoja na. athari za kuchagua za elektroni zinazochagua ion, nyeti kwa kila mtu kwa idadi kubwa ya cations na anions ( ionometriki njia);
· mabadiliko conductivity (ya sasa) na ruhusa ya dutu, kulingana na asili ya kati na mkusanyiko wa vipengele vyake ( conductometric Na amperometric mbinu);
mabadiliko kiasi cha umeme wakati analyte inapoingia kwenye seli ya electrochemical ( coulometric njia);
urejeshaji wa kiwanja kilichochambuliwa kwenye zebaki inayoacha au elektroni inayozunguka, kama sheria, katika uchambuzi wa idadi ya vitu katika majimbo tofauti ya jumla. polarografia au voltammetric njia).
Polarografia za vifaa vyote katika kundi hili zina unyeti wa juu zaidi, sawa na 0.005–1 µg/ml ya sampuli.
Voltammetry inajumuisha kikundi cha mbinu za electrochemical za uchambuzi kulingana na utafiti wa curves polarization. Mbinu hizi ni polarography Na titration ya amperometric - kuwa na aina nyingi na marekebisho. Ya kawaida zaidi mkondo wa moja kwa moja polarography.
Mpangilio wa polarografia una chanzo cha sasa cha moja kwa moja, kigawanyiko cha voltage, njia ya matone (kawaida zebaki) au elektrodi inayozunguka, na elektrodi msaidizi (kawaida pia zebaki au nyingine). Ili kupima nguvu za sasa, microammeter imeunganishwa kwenye mfumo. Electrodes huwekwa pamoja na ufumbuzi wa mtihani katika electrolyzer (kiini).
Voltage inayotumika kwa seli ya elektroliti husababisha polarization ya anode na cathode E= f a-f k +iR, Wapi i- nguvu ya sasa; KWA - upinzani wa suluhisho; f a na f k ni uwezo wa anode na cathode.
Ikiwa tunapunguza upinzani wa suluhisho kwa kuongeza electrolyte yenye nguvu (background), basi thamani iR(uwezekano wa kushuka kwa suluhisho) unaweza kupuuzwa.
Uwezo wa anode unabaki kivitendo mara kwa mara wakati wa uendeshaji wa seli, kwa kuwa wiani wa sasa ni mdogo na uso mkubwa wa anode haujawekwa polarized. Kisha uwezo wa kuacha cathode ya polarizing na uso mdogo itakuwa sawa na: E= -f k. Mara nyingi katika vipimo vya polarografia, badala ya safu ya zebaki chini ya chombo, electrode ya calomel iliyojaa isiyo ya polarizable hutumiwa, uwezo ambao unachukuliwa kuwa sifuri.
Data ya polarografia hupatikana kwa kupima mkondo unaopita kupitia seli ya elektroliti kama kazi ya uwezo unaotumika kwa elektrodi. Utegemezi wa kielelezo wa nguvu ya sasa juu ya uwezo unaitwa wimbi la polarografia ( mchele. 2).
Mwanzoni mwa electrolysis, na maadili madogo ya EMF iliyowekwa juu, nguvu ya sasa itakuwa karibu mara kwa mara na kuongezeka polepole sana. Hii ni kinachojulikana sasa mabaki, ambayo ni iimarishwe katika electrolysis.
Mchele. 2. Polarogramu ya myeyusho wa kloridi ya zinki ya 10-3 M na myeyusho wa kloridi ya potasiamu 1 M (curve 1) na myeyusho wa kloridi ya potasiamu M 1 (curve 2)
Mara tu uwezo wa kupunguza ioni unapofikiwa (kwa mfano, kwa ioni za zinki kuamuliwa, ni sawa na -1.0 V), kutokwa kwao kwenye tone la zebaki huanza:
Zn 2+ + 2 + Hg ® Zn (Hg).
Mchanganyiko wa zinki amalgam Zn (Hg) huundwa kwenye cathode, ambayo hutengana ndani ya viunga vyake mara tu tone linaloanguka linapogusana na anode:
Zn (Hg) - 2 ® Zn 2+ + Hg.
Kwa uwezo wa kupunguza ioni za zinki, sasa inaongezeka sana ( mchele. 2), lakini baada ya kufikia thamani fulani, licha ya kuongezeka kwa emf iliyotumiwa, inabakia karibu mara kwa mara. Sasa hii inaitwa kupunguza au kueneza sasa, thamani yake ni kawaida sawia na mkusanyiko wa analyte.
Wakati wa kuchukua polarogram, electrolyte isiyojali na cations ambayo ni vigumu sana kurejesha kuliko cation iliyochambuliwa huongezwa kwa electrolyte chini ya utafiti, kwa mfano, KCl, KNO 3, NH 4 Cl; katika mkusanyiko mara 100-1000 zaidi kuliko mkusanyiko wa analyte. Electrolyte kama hiyo inaitwa "background". Inaundwa katika suluhisho la mtihani ili kuongeza conductivity ya umeme na kukinga shamba la umeme la electrode ya kiashiria (cathode). Kwa hiyo, cations za analyte hazivutiwi na uwanja wa umeme wa cathode, lakini huelekea kwa sababu ya kuenea.
Tabia muhimu zaidi ya polarogram ni uwezo wa nusu ya wimbi E 1/2 na urefu wa wimbi la polarografia h(kuzuia usambazaji wa sasa). Uwezo wa nusu-wimbi hutumiwa ndani ubora uchambuzi wa polarografia. Uwezo wa nusu-wimbi wa vitu mbalimbali, vilivyopangwa kwa utaratibu wa kupanda kwa thamani yao hasi, hufanya kile kinachoitwa "wigo wa polarografia". Kwa kuwa uwezo wa nusu-wimbi kwa kiasi kikubwa inategemea utungaji wa suluhisho (kati iliyochambuliwa), historia daima inaonyeshwa kwenye meza za polarografia.
KATIKA kiasi Katika uchambuzi wa polarografia, njia za curve ya calibration, nyongeza, kulinganisha na njia ya hesabu hutumiwa kupima mkusanyiko.
Miongoni mwa chaguzi mbalimbali za polarography, njia Polarography ya mapigo tofauti (DIP ) ni bora zaidi kwa kutatua matatizo ya ufuatiliaji wa mazingira, hasa kutokana na unyeti wake wa juu. Njia ya DIP inafanya uwezekano wa kukadiria maudhui ya vitu vyote vilivyowekwa na mbinu ya polarography ya classical. Miongoni mwa njia nyingine za polarografia, hasa zinazofaa kwa ajili ya uchambuzi wa kufuatilia wimbi la mraba polarography, ambayo hutoa kikomo cha kugundua karibu na kikomo cha kugundua DIP, lakini tu katika kesi ya michakato ya reversible electrode, na kwa hiyo njia hii hutumiwa mara nyingi kuamua athari za metali nzito. Njia ya DIP pia inaweza kutumika kuamua surfactants ambayo hubadilisha uwezo wa safu ya umeme ya safu mbili ya elektroni.
Mbinu zinaweza kutumika kuamua microcontents ya ioni za metali nzito. uchambuzi wa kinyume cha kielektroniki (IEA) au kwa njia nyingine, uchambuzi wa voltammetric (IVA ), ambayo metali zitakazoamuliwa huwekwa hapo awali kwenye elektrodi na kisha kufutwa chini ya udhibiti wa polarografia. Chaguo hili, pamoja na DIP, ni mojawapo ya mbinu nyeti zaidi za uchambuzi wa electrochemical. Ubunifu wa vifaa vya IEA (IVA) ni rahisi, ambayo inafanya uwezekano wa kufanya uchambuzi kwenye uwanja, na vituo vya kudhibiti kiotomatiki (ufuatiliaji) vinaweza pia kufanya kazi kwa kanuni hii.
Mbinu za IEA (IVA) hutoa uamuzi wa Cu, Pb, Bi, Sb, As, Sn In, Ga, Ag, Tl, Cd, Zn, Hg, Au, Ge, Te, Ni, Co na anions nyingi. Faida muhimu ya njia za IEA (IVA) ni (tofauti na njia zingine, kama vile spectrometry ya atomiki, kwa mfano) uwezo wa kutofautisha ioni za bure kutoka kwa fomu zao za kemikali zilizofungwa, ambayo pia ni muhimu kwa kutathmini mali ya physicochemical ya vitu vilivyochambuliwa kutoka kwa mtazamo wa udhibiti wa ecoanalytical (kwa mfano, wakati wa kutathmini ubora wa maji). Dutu nyingi za kikaboni pia zinaweza kuamuliwa na IEA (IVA) baada ya mkusanyiko wao wa adsorption kwenye uso wa electrode.
Mbinu za polarografia pia zinaweza kutumika kuamua erosoli za metali mbalimbali katika anga na hewa ya majengo ya viwanda baada ya kukamatwa kwenye vichungi vinavyofaa, ikifuatiwa na kuhamisha mkusanyiko kwenye suluhisho. Misombo ya kikaboni inayopatikana kwa namna ya gesi na mvuke katika anga inaweza kuamua polarografia baada ya kufyonzwa na ufumbuzi maalum uliochaguliwa. Metali na misombo mbalimbali katika nyenzo za kibiolojia kawaida huamua polarografia baada ya uchimbaji wao. Vipimo vyote vya polarografia, ikiwa ni pamoja na IEA (IVA), vinaweza kujiendesha kikamilifu, ambayo ni muhimu wakati wa kufanya uchanganuzi wa mfululizo.
Moja ya maombi muhimu zaidi ya polarography ni uamuzi wa oksijeni katika maji. Kwa hili, detectors amperometric hutumiwa ambayo hutoa uwiano wa sasa wa mkusanyiko wa oksijeni katika suluhisho.
Kwa kutumia enzyme kwenye uso wa membrane ya detector, inawezekana kupata sensorer mbalimbali za amperometric za enzyme ambazo zinafaa kwa uchambuzi wa biochemical na kliniki. Sensorer hizo pia hutumiwa katika mifumo ya ufuatiliaji wa mazingira.
Electrodes zinazofanya kazi kwenye kanuni ya electrocatalytic zinafaa kwa ajili ya ufuatiliaji wa gesi mbalimbali (SO 2, H 2 S, CO, NO x) katika hewa ya majengo ya viwanda. Athari za kielektroniki za gesi hizi (zinazocheza jukumu la kichocheo) zinazotokea kwenye uso wa elektrodi hutoa mkondo katika mfumo wa elektrodi ambao unahusiana kiutendaji na mkusanyiko wa gesi angani.
Matumizi ya polarography sio mdogo kwa uchambuzi wa sampuli tofauti, na njia hiyo inahamia hatua kwa hatua kwa kanuni za uchambuzi wa kuendelea wa gesi na vinywaji.
Vigunduzi vya polarografia ya Voltammetric vinatumiwa kwa mafanikio katika kromatografia ya kioevu ya utendaji wa juu (HPLC). Katika kesi hii, mchanganyiko wa njia ya utenganishaji iliyochaguliwa sana na njia nyeti ya kugundua husababisha upanuzi mkubwa wa anuwai ya vitu vilivyoamuliwa na njia ya chromatographic ( athari za vitu vyenye sumu kali, dawa za kuulia wadudu, dawa, vichocheo vya ukuaji, n.k.).
Maelezo ya njia inaweza kufafanuliwa katika fasihi maalumu ,,,,.
Potentiometry- njia ya kuamua mkusanyiko wa vitu, kwa kuzingatia kipimo cha EMF cha seli za galvanic zinazoweza kubadilishwa.
Katika mazoezi, njia mbili za uchambuzi hutumiwa: moja kwa moja potentiometri kuamua shughuli ya chembe, ambayo inaweza kuhesabiwa kwa kutumia equation ya Nernst kutoka kwa nguvu ya kielektroniki ya seli ya galvanic, na titration ya potentiometric , ambayo mabadiliko katika shughuli za kemikali wakati wa mchakato wa titration husababisha mabadiliko katika EMF ya kiini cha galvanic.
Kifaa cha kutekeleza titrations za potentiometric na potentiometry ya moja kwa moja ni sawa. Mzunguko wa vipimo vya potentiometri ni pamoja na electrode ya kiashiria na electrode ya kumbukumbu yenye uwezo thabiti wa mara kwa mara, pamoja na kifaa cha sekondari. Mchoro wa mchoro wa njia umeonyeshwa kwenye mchele. 3.
1 - electrode ya kiashiria; 2 - electrode ya kumbukumbu
Mchele. 3. Kiini cha Potentiometric
Uwezo wa jozi ya electrodes ni mara kwa mara. Kubadilisha mkusanyiko wa analyte katika suluhisho hubadilisha EMF ya mzunguko. Electrodes za kiashiria kawaida huja katika nne aina, kulingana na utando unaotumiwa, ambao hutenganisha ufumbuzi wa electrode kutoka kwa ufumbuzi wa mtihani: 1) electrodes yenye membrane ya homogeneous ya poda au nyenzo za fuwele; 2) electrodes na utando tofauti, ambayo dutu ya kazi ya electrode inasambazwa, kwa mfano, katika mpira wa silicone; 3) electrodes yenye membrane ya kioevu, ambayo membrane ni suluhisho iliyowekwa kwenye dutu ya neutral, kwa mfano, kioo cha porous; 4) electrodes ya kioo na muundo tofauti wa kemikali wa kioo.
Electrodes ya kiashiria hupata uwezo wa suluhisho ambalo huwekwa. Tofautisha mbili aina elektroni za kiashiria:
1) electrodes isiyojali (isiyoweza kuharibika wakati wa electrolysis);
2) electrodes kubadilisha (oxidizing au kupunguza) wakati wa vipimo.
Jukumu electrodes tofauti(hizi wakati mwingine huitwa elektroni cha tatu kind) ni kutoa au kuongeza elektroni, i.e. kuwa makondakta wa umeme. Electrodes hizo zinaweza kufanywa kwa dhahabu, platinamu iliyosafishwa, grafiti na vifaa vingine. Mifano ya kubadilisha elektrodi (wakati mwingine hujulikana kama elektrodi kwanza aina) inaweza kuwa sahani za shaba, zinki na metali nyingine, pamoja na quinhydrone na elektroni za kiashiria cha hidrojeni. Electrodes ya kiashiria pia inaweza kuwa elektroni za utando wa kuchagua ion kuamua cations nyingi: Li +, Pb +, Cs +, Tl +, NH +, Na +, K +, Ag +, n.k. Kama elektrodi za marejeleo ( kiwango elektroni), uwezo ambao unabaki mara kwa mara katika kipimo, mara nyingi hutumika, kwa mfano, elektroni za kawaida na zisizo za kawaida za calomel (calomel) na uwezo wa +0.282 V na +0.334 V, mtawaliwa, na vile vile elektrodi ya kloridi ya fedha iliyojaa na uwezo wa +0.201 V.
Katika hali nzuri, kipimo cha moja kwa moja cha potentiometriki cha EMF cha seli ya galvanic kinaweza kuunganishwa kupitia mlinganyo wa Nernst na shughuli ya chembe kuamuliwa, au kwa mkusanyiko, ikiwa migawo inayolingana ya shughuli inajulikana:
Wapi E 0 – uwezo wa kawaida wa electrode, V; R ni gesi ya kudumu; T ni joto kamili; F- Nambari ya Faraday; n ni idadi ya elektroni zilizopotea au zilizopatikana; , [rest.] - viwango vya usawa vya fomu zilizooksidishwa, zilizopunguzwa, mtawaliwa, mol / dm 3.
Ikiwa tutabadilisha maadili ya kumbukumbu ya viunga na kwenda kutoka kwa logarithm ya asili hadi logarithm ya decimal, basi kwa joto la 25 ° C tunapata;
Kiashiria muhimu zaidi katika kuashiria hali ya OS ni thamani ya pH ya mazingira haya, ufafanuzi wa ambayo ( pH-metry ) sasa kawaida hufanywa kwa kutumia kiashiria cha glasi (kupima) elektroni. Kwa vipimo vya muda mrefu, miundo maalum ya electrodes ya kioo imetengenezwa na vifaa vya ziada vinavyosafisha membrane ya kioo. Elektroli za glasi zilizofunikwa na membrane inayoweza kupenyeza nusu na filamu ya elektroliti pia hutumika kama msingi wa aina anuwai za uchunguzi ( vihisi ) kutumika katika uchambuzi wa maji na hewa chini ya hali ya uzalishaji kwa idadi ya uchafuzi (NH 3, CO 2, NO x, SO 2, H 2 S, nk).
Mchakato katika uwanja wa kuunda electrodes ya ion-selective (ISE) inakuwezesha kudhibiti ions F - , I - , Br - , Cl - , CN - , SCN - , NO 3 - , NO 2 - , ClO 4 - , S 2- , Na + , K + Ca 2+, Ag +, Cu 2+, Cd 2+, Pb 2+ katika viwango vya mkusanyiko kutoka 10-2 hadi 10-7 mol / l (takriban 1-10-5 mg / ml). Udhibiti wa ISE una sifa ya kasi, urahisi na uwezekano mkubwa wa vipimo vinavyoendelea. ISE zimetengenezwa ambazo huchagua aina nyingi za dutu za kikaboni, na vile vile isoma katika wingi wao, viboreshaji na sabuni katika hewa ya eneo la viwanda na utawala wa usimamizi wa maji wa makampuni ya viwanda.
Potentiometry pia hutumiwa kupima uwezo wa redox wa mifumo mbalimbali ya redox (O/W) katika maji. Kama sheria, matokeo ya kipimo yanahusiana na uwezo mchanganyiko, kwani kawaida mifumo kadhaa ya O/W hukaa wakati huo huo katika maji.
Ikumbukwe kwamba utumiaji wa vitambuzi kulingana na oksidi ya chuma ya semiconductor inayochagua kemikali na transistors za athari ya shamba zinazochagua ion (HSPTs, ISPTs) yanaahidi. Uteuzi katika mifumo hii unapatikana kwa kuchagua muundo wa membrane na safu iliyowekwa kwenye lango la transistor. Mfumo huo umeingizwa katika suluhisho lililochambuliwa, na tofauti inayowezekana kati ya elektrodi ya kumbukumbu na lango la transistor hurekebisha mtiririko wa sasa kati ya chanzo chake na kukimbia. Kwa sababu ya kuchagua kwa membrane au safu iliyowekwa, sasa ya moduli inakuwa kazi ya shughuli ya sehemu inayolingana ya suluhisho. Sensorer za semiconductor huunda msingi wa wachunguzi-wachambuzi wa gesi mbalimbali na mvuke. Ukubwa mdogo wa sensorer vile hufanya iwezekanavyo kuchanganya aggregates yao kwa namna ya mosaic kwenye substrate moja, ili analyzer inapatikana ambayo ina uwezo wa kufuatilia aina nzima ya vitu vyenye madhara. Ishara kutoka kwa sensorer za kibinafsi zilizojumuishwa kwenye mosai zinaweza kurekodiwa kwa mpangilio na mara kwa mara na kituo cha kupimia cha mfumo wa uchambuzi.
Ukuzaji wa kielektroniki kidogo huwezesha kubuni vichanganuzi vya aina ya uchunguzi kwa kutumia ISE za kisasa. Wakati huo huo, mzunguko wa usindikaji wa majibu kutoka kwa kitu cha udhibiti wa mazingira, na hata maonyesho, yanaweza kuwekwa kwenye kushughulikia probe.
Katika fasihi maalum, unaweza kujijulisha na maelezo ya njia ,,,.
Coulometric njia ya uchambuzi ni kipimo cha sasa cha mmenyuko wa electrode, ambayo dutu ya mtihani huingia, kuingia kwenye kiini cha coulometric na mtiririko uliochambuliwa. Mchoro wa mpangilio wa seli ya coulometric umeonyeshwa katika mchele. 4.
1 - chumba cha cathode; 2 - chumba cha anode; 3 - microammeter
Mchele. 4. Mchoro wa seli ya coulometric
Uchunguzi wa coulometric unategemea kupima kiasi cha umeme kinachotumiwa kuhesabu mchakato wa electrochemical uliotolewa katika sampuli fulani, i.e. mradi pato la sasa ni 100%. Hii ni kiasi cha umeme kwa msaada wa kiunganishi cha wakati wa sasa kilichounganishwa katika mfululizo na kiini cha kupimia, au coulometer-electrolyzer, ambayo mchakato wa electrochemical unafanywa na pato la sasa la 100%, ikifuatana na kutolewa kwa dutu, kiasi ambacho kinaweza kurejeshwa kwa urahisi na kwa usahihi.
Kulingana na Sheria ya Faraday:
m( x)/M(x) = m(k)/M(k),
Wapi m(x), m(k) wingi wa analyte X na dutu iliyotolewa katika coulometer, kwa mtiririko huo; M(x), M(k) ni molekuli ya molar ya sawa na dutu X na dutu iliyotolewa katika coulometer, g/mol.
Hesabu pia inaweza kufanywa kulingana na mlinganyo unaoelezea sheria ya Faraday:
ikiwa wakati wa uchambuzi nguvu ya sasa inapimwa i, A na wakati t, s kutumika kwenye mchakato wa electrochemical.
Katika marekebisho mengine ya njia hii, inayoitwa
titration ya coulometric
, titrant huzalishwa kwa njia ya kielektroniki katika suluhisho lililochambuliwa kwa sasa fulani. Utumiaji wa titranti katika mmenyuko wa uchanganuzi hufanywa na malipo yanayotiririka kupitia suluhisho wakati wa uzalishaji wa titrant hadi kiwango cha usawa kifikiwe.
Moja ya Faida za njia za coulometric ni kwamba mchakato wa viwango vya titrant mara nyingi sio lazima, kwani mahesabu yanategemea mara kwa mara ya Faraday, i.e. njia ni kabisa na inakuwezesha kukadiria kiasi cha analyte, na sio mkusanyiko wake. Hasara ya coulometry yenye uwezo uliopewa ni muda wa utaratibu wa uchambuzi unaohusishwa na haja ya kukamilisha electrolysis. Teknolojia ya kompyuta inafanya uwezekano wa kupunguza wakati huu kwa kutabiri mwisho wa electrolysis kwa usindikaji wa hisabati wa curve ya sasa kwa hatua za awali za electrolysis na kwa kuhesabu kiasi cha umeme au mkusanyiko wa dutu katika suluhisho. Wakati wa kuchambua sampuli za multicomponent, inaweza kutumika skanning coulometry , ambayo uwezo wa electrolysis hubadilishwa kwa kuendelea au kwa hatua. Kwa mifumo hiyo, titration ya coulometric ni vyema kwa coulometry ya moja kwa moja, kwa kuwa ufanisi wa sasa wa 100% katika kizazi cha titrant unaweza kupatikana kwa urahisi kwa kuchagua reagent sahihi ya titrant na muundo wa kati ya kazi. Titration ya coulometric inatumika kuamua kutoka 0.01 hadi 100 mg ya dutu (wakati mwingine chini ya 1 μg). Kiasi cha kufanya kazi cha sampuli kawaida ni kati ya 10 na 50 ml. Njia hiyo ina sifa ya usahihi wa juu, makosa ya jamaa hayazidi sehemu ya kumi ya% hata kwa titration ya coulometric ya yaliyomo ya microgram. Chini ya hali bora, uwekaji alama wa alama unaweza kufanywa na hitilafu ndogo sana ya jumla ya 0.01% (rel.). Mbalimbali ya asidi-msingi, redox; Unyevu na chaguzi changamano za titration zinaweza kufanywa kwa njia ya coulometric.
Vichanganuzi vya gesi ya coulometric na vichanganuzi vya aqua ("coulometers") vimetengenezwa na vinatengenezwa ili kubaini dioksidi ya sulfuri na sulfidi hidrojeni (sulfati na sulfidi), ozoni (na peroksidi ya hidrojeni), klorini angani (na klorini hai katika maji. ), monoksidi kaboni na dioksidi ya nitrojeni katika hewa (nitrati na nitriti katika maji). Coulometry pia hutumika kama njia ya kutambua electrochemical katika kromatografia ya kioevu.
Maelezo ya njia yanaweza kupatikana katika fasihi maalum.
Njia ya conductometric uchambuzi ni msingi wa kupima conductivity ya umeme ya suluhisho. Njia ya conductometric ya uchambuzi inajumuisha kupima mabadiliko katika upinzani wa ufumbuzi wa electrolyte wakati sehemu ya mchanganyiko inachukuliwa. Mitambo ya conductometric hutumiwa, kwa mfano, kuamua monoxide ya kaboni na dioksidi, mvuke za petroli, amonia na wengine.
Conductivity ya umeme ni usawa wa upinzani R, mwelekeo wake ni CM (Siemens) i.e. æ = 1/ R.
Conductivity ya umeme ya suluhisho inategemea idadi ya ions kwa kiasi cha kitengo cha suluhisho, i.e. kutoka kwa umakini NA, juu ya uhamaji wa ioni hizi - v. Kulingana na uhusiano unaojulikana
Wapi Z ni umbali kati ya electrodes; S- eneo la electrode; k- mgawo wa uwiano.
Kwa jozi maalum ya electrodes na umbali wa mara kwa mara kati yao S/Z= const. Kisha
,
Wapi k 1 = k(S/Z).
Wakati wa kuhesabu katika conductometry, dhana ya "conductivity ya umeme" æ 0 hutumiwa:
Katika mahesabu, ni rahisi kutumia conductivity sawa ya umeme, ambayo ni sawa na:
Wapi P - idadi ya moles ya sawa katika 1 cm 3 ya suluhisho. Upitishaji sawa wa umeme l ¥ katika dilution isiyo na mwisho ni sawa na jumla ya uhamaji wa kasheni. U na anion v.
Uwiano wa upitishaji sawa wa umeme wa suluhisho dhaifu la elektroliti kwa upitishaji sawa wa umeme wa elektroliti hii katika dilution isiyo na kipimo ni sawa na kiwango cha kutengana kwa elektroliti hii:
Licha ya kutokuwa maalum, njia hii ni mara nyingi kabisa, ikilinganishwa na njia nyingine za electrochemical, kutumika katika mifumo ya ufuatiliaji wa mazingira. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba wakati wa kutathmini uchafuzi wa mazingira, kwa mfano, wa maji na anga, sio hatua kwa hatua, lakini udhibiti wa pato (mwisho) wa michakato ya viwanda inawezekana. Kutokana na conductivity ya chini sana ya umeme ya maji, mara nyingi inatosha kukadiria jumla ya maudhui ya uchafu, ambayo ni nini conductometry hutoa. Mifano ya kawaida ya matumizi ya mbinu za conductometric katika ufuatiliaji wa mazingira ni wachambuzi wa sabuni katika maji machafu, viwango vya vipengele vya synthetic katika mifumo ya umwagiliaji, ubora (chumvi) wa maji ya kunywa. Vichanganuzi vya upitishaji hutumika kwa ufuatiliaji unaoendelea wa uchafuzi wa hewa na mvua, kama vile SO 2 na H 2 SO 4 . Mbali na conductometry ya moja kwa moja inaweza kutumika kutambua aina fulani za uchafuzi wa mazingira isiyo ya moja kwa moja mbinu, ambayo hutoa makadirio yenye ufanisi sana ya maudhui ya vitu vilivyoorodheshwa hapo juu, vinavyoingiliana kabla ya kipimo na vitendanishi vilivyochaguliwa maalum na mabadiliko yaliyosajiliwa katika conductivity ya umeme husababishwa tu na kuwepo kwa bidhaa zinazofanana katika majibu. Kwa hivyo inawezekana kuamua oksidi za nitrojeni baada ya kupunguza kichocheo cha doammonia, pamoja na HCl, HBr na CO 2 baada ya majibu ya awali na Ba(OH) 2 au NaOH. Kanuni iliyoelezwa ya uamuzi wa CO 2 pia inaweza kutumika kwa uamuzi usio wa moja kwa moja wa vitu vya kikaboni katika maji.
Mbali na conductometry ya classical, pia kuna toleo lake la masafa ya juu ( oscillometry ), ambayo mfumo wa electrode ya kiashiria haujawasiliana na sampuli. Kanuni hii mara nyingi hutekelezwa katika wachambuzi wa kuendelea wa conductometriki.
Njia za uchambuzi wa electrochemical pia zinaelezewa katika idadi ya machapisho ya kielimu na maalum,,,,.
FASIHI
1. Drugov Yu.S., Rodin A.A.Kemia ya uchambuzi wa ikolojia.
St. Petersburg: 2002. - 464 p.
2. Pashkevich M.A., Shuisky V.F. Ufuatiliaji wa mazingira. Mafunzo. Chuo Kikuu cha Jimbo la St. - St. Petersburg, 2002. - 90 p.
3. Cattrall Robert W. sensorer za kemikali. M.: Ulimwengu wa kisayansi, 2000. - 144 p.
4. Turyan Ya.I., Ruvinsky O.E., Zaitsev P.M.Catalimetry ya polarografia. M.: Kemia, 1998. - 272 p.
5. Budnikov G.K., Maistrenko V.N., Murinov Yu.I. Voltammetry na marekebisho na ultramicroelectrodes. M.: Nauka, 1994. - 239s.
6. Brainina Kh.Z., Neiman E.Ya., Slepushkin V.V. Mbinu za kielektroniki za ubadilishaji. M.: 1988. - 240 p.
7. Salikhdzhanova R.F. na nk. Polarografia na uendeshaji wao katika uchambuzi wa vitendo na utafiti. M.: Kemia, 1988. - 192 p.
8. Kaplan B.Ya., Pats R.G., Salikhdzhanova R.F. Voltammetry ya AC. M.: Kemia, 1985. - 264.
9. Dhamana ya A.M. Njia za polarografia katika kemia ya uchambuzi. Moscow: Kemia, 1983.
10. Efremenko O.A. Uchambuzi wa Potentiometric. Moscow: MMA im. WAO. Sechenov, 1998.
11. Mwongozo wa kumbukumbu kwa matumizi ya electrodes ya kuchagua ion. M.: Mir, 1986.
12. Korita I. Ions, electrodes, utando. M.: Mir, 1983.
13. Nikolsky B.V., Materova E.A. electrodes ya kuchagua ion. L.: Kemia, 1980.
14. Efremenko O.A.titration ya coulometric. Moscow: MMA im. WAO. Sechenov, 1990.
15. Khudyakova T.A., Koreshkov A.P. Njia ya conductometric ya uchambuzi. Kitabu cha maandishi kwa vyuo vikuu. M.: Shule ya juu, 1975. - 207 p.
16. Budnikov G.K., Maistrenko V.N., Vyaselev M.R. Misingi ya uchambuzi wa kisasa wa kielektroniki. Moscow: Kemia, 2000.
17. Prokhorova G.V. Utangulizi wa mbinu za electrochemical za uchambuzi. M.: Nyumba ya Uchapishaji ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, 1991. - 97 p.
18. Mbinu za Kielektroniki katika Udhibiti wa Mazingira. / Mh. R. Kalvoda, R. Zyka, K. Shtulik et al. M.: Kemia, 1990. - 240 p.
19. Plambeck J.Njia za electrochemical za uchambuzi. Misingi ya nadharia na matumizi./ Kwa. kutoka kwa Kiingereza. M.: Mir, 1986.