Короткий опис полярографічних вимірювань

Полярографія

Вольтамперометрія

Вольтамперометрія включає групу електроаналітичні методів, заснованих на вивченні поляризаційних кривих, одержуваних за допомогою маленького легко поляризованого електрода, зануреного в аналізований розчин.

Історично вольтамперометрия розвивається з моменту відкриття полярографії чеським хіміком Ярославом Гейровський в 1920 [1]. Пізніше в той же десятиліття Гейровський і співробітники застосували принцип полярографії для виявлення кінцевої точки в титриметричному аналізі; цей метод відомий як Амперометричне титрування [2]. У 1959 р. Гейровський був удостоєний Нобелівської премії в галузі хімії за відкриття і розвиток полярографії.

В останні роки розвинені численні модифікації полярографічного методу аналізу, а також з'явилися методи, тісно пов'язані з полярографією.

Практично кожен елемент в тій чи іншій формі можна визначати полярографічним методом. Крім того, полярографію можна використовувати для визначення деяких функціональних груп органічних сполук. Оскільки полярографічна поведінка будь-якої речовини в даних експериментальних умовах характеристична, цей метод дозволяє проводити селективне визначення.

У більшості випадків полярографічні визначення проводять у водних розчинах, але при необхідності можна застосувати і інші розчинники. Оптимальний інтервал концентрацій для кількісного визначення становить 10^-2-10^{-4 М; сучасні різновиди полярографії дозволяють визначати концентрації на рівні х-10-3} мкг / мл. Аналіз можна виконати з об'ємами розчину 1-2 мл, а при певних зусиллях - навіть від однієї краплі розчину. Таким чином, полярографічний метод на-ходить особливе застосування для визначення кількостей речовини в діапазоні від міліграмів до нанограммов.

При серійних полярографічних вимірах відносна помилка складає 2-3%. Ці похибки або порівняти з помилками інших методів при визначенні малих кількостей речовини, або менше їх.

Полярографічні дані отримують, вимірюючи струм як функцію потенціалу, накладеного на електролітичну комірку спеціальної конструкції. Графічне зображення цієї залежності являє собою вольтамперну криву, звану полярограма. Полярограма містить інформацію про якісний і кількісний склад аналізованого розчину.

Полярографічні комірки. Полярографічна комірка складається з маленького, легко поляризованого мікроелектрода, великого неполяриззованого електрода порівняння та аналізованого розчину. Мікроелектрод, на якому протікає аналітична реакція, виготовляють з інертного металу. Його площа становить кілька квадратних міліметрів. Найбільш часто застосовується капаючий ртутний електрод, показаний на рис..Ртуть під дією сили тяжіння випливає з дуже тонкого капіляра, при цьому забезпечується безперервний потік ідентичних крапель з максимальним діаметром 0,5-1 мм. Зазвичай час життя краплі становить 2-6 с. Далі ми побачимо, що капаючий ртутний електрод має властивості, що роблять його практично незамінним для полярографічних вимірювань. Можна використовувати й інші мікроелектроди, що представляють собою дротик або диск невеликого діаметру з платини або іншого металу.

Електрод порівняння в полярографічній комірці повинен мати велику поверхню порівняно з поверхнею мікроелектрода, щоб його поведінка при протіканні невеликих струмів залишалося практично постійним, інакше кажучи, електрод порівняння не повинен поляризуватися під час аналізу. часто електродом порівняння служить насичений каломельний електрод і сольовий місток, як, наприклад, на рис.. Іншим звичайним електродом порівняння є просто велика поверхня ртуті на дні електролітичної комірки.

Полярограми. Полярограма являє собою графічне зображення залежності сили струму від потенціалу, накладеного на полярографічну комірку. Зазвичай мікроелектрод приєднують до негативного полюса зовнішнього джерела струму. для зручності в цих умовах накладеній зовнішній напрузі приписують негативний знак, а струми позначають як позитивні, якщо потік електронів направлений від зовнішнього джерела до мікроелектрода, тобто якщо електрод є катодом. На рис. представлені дві полярограми. Нижня крива - полярограма 0,1 Μ розчину хлориду калію, верхня крива - полярограма того ж розчину, але в присутності 1.10 ^-3 Μ хлориду кадмію. Різкий підйом на вольтамперній кривій, званий полярографічних хвилею, виникає в результаті реакції

Сильне зростання струму при потенціалі близько • -2 В на обох полярограмах обумовлено реакцією відновлення іонів калію з утворенням амальгами калію.

Нижче буде показано, що полярографічна хвиля, придатна для аналізу, виходить тільки в присутності великого надлишку індиферентного електроліту. У розглянутому прикладі цю роль виконує хлорид калію. З полярограми розчину, що містить тільки індиферентний електроліт, видно, що навіть у відсутність іонів кадмію через осередок протікає невеликий струм, званий залишковим. Потенціал, при якому на полярограма електроактивної речовини спостерігається зростання струму в порівнянні з кривою залишкового струму, називається потенціалом виділення.

Кожна полярографическая хвиля характеризується областю, в якій струм після різкого збільшення стає практично не залежних від накладеного напруги; його називають граничним струмом. Ми побачимо, що граничний струм виникає в результаті обмеження швидкості, з якою деполяризатор може бути доставлений до поверхні мікроелектрода. При строгому контролі експериментальних умов ця швидкість абсолютно у всіх точках хвилі визначається швидкістю дифузії деполяризатора. Граничний струм, контрольований дифузією, називають дифузійним струмом і позначають символом U- Зазвичай дифузний струм прямо пропорційний концентрації реагуючих речовин (деполяризатора), і тому він є основою кількісного полярографічного аналізу. Як показано на рис., дифузний струм являє собою різницю між граничним і залишковим струмами.

Іншою важливою кількісною характеристикою є потенціал напівхвилі - потенціал, при якому струм дорівнює половині дифузійного струму. Потенціал напівхвилі зазвичай позначають символом Ε 1/2; його можна використовувати для якісного виявлення деполяризатор.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Положення частин першої-третьої цієї статті застосовуються до відібрання дитини від інших осіб, з якими вона проживає.	\|	Амперометричне титрування

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.