Кулонометрический анализ
В основе кулонометрических методов анализа лежат законы электролиза Фарадея, которые формулируются следующим образом:
- Количество электропревращенного (восстановленного или окисленного в процессе электролиза) вещества прямо пропорционально количеству прошедшего электричества.
- Массы различных веществ, выделенных или растворенных при прохождении одного и того же количества электричества, пропорциональны их электрохимическим эквивалентам.
Кулонометрический метод анализа заключается в определении количества электричества, необходимого для количественного протекания электродного процесса, в котором принимает участие анализируемое вещество.
В соответствии с законами Фарадея масса превращенного вещества, m, выражается следующей формулой:
где Q- количество электричества (I • t), необходимое для выделения на электроде m граммов вещества с молярной массой эквивалента, равной M/n (M- молярная масса вещества; n- число электронов, участвующих в реакции), F- число Фарадея – количество электричества, необходимое для выделения 1 моль любого вещества (F = 96500 Кл) .
Различают прямую и косвенную кулонометрию (косвенная кулонометрия – кулонометрическое титрование). Прямую кулонометрию можно проводить при контролируемом токе (гальваностатическая) или при контролируемом потенциале (потенциостатическая).
Прямая кулонометрия
Этот метод пригоден для определения только электроактивных веществ, т.к. в его основе лежит непосредственное электропревращение вещества на электроде.
1.Гальваностатическая.
Применяется сравнительно редко. Определяемое вещество должно быть предварительно выделено на электроде в виде металла или оксида. Как только весь определяемый металл будет удален с электрода в виде ионов М п+, произойдет скачок потенциала, свидетельствующий об окончании электродной реакции . Массу определяемого вещества находят, измерив время до скачка потенциала. [40,41].
2. Потенциостатическая.
В данном варианте кулонометрии поддерживается постоянным потенциал рабочего электрода. Очень важно правильно выбрать этот потенциал, чтобы исключить протекание посторонних реакций и обеспечить 100%-ный выход по току. Для этого изучают поляризационные кривые в предполагаемых ус-ловиях электролиза. Вследствие расхода определяемого вещества при прохождении электрического тока через ячейку его концентрация в объеме раствора непрерывно уменьшается (в отличие от инверсионной вольтамперометрии, где концентрация деполяризатора в растворе практически не изменяется) [22]. В процессе электролиза при постоянном потенциале сила тока уменьшается в соответствии с уменьшением концентрации электроактивного вещества.
Наверх
