Аппаратура, используемая в ионометрическом методе анализа

Приборы применяемые в ионометрии:

рН метр ионометр «экотест», ЭВ-74, И-115, И-120, И-121…

Вольтамперометрия

Метод классической полярографии

Сущность метода.

Полярограмма и ее характеристики.

В ячейку пометим 1*10^-3М раствора CdCl₂ в 0,1М KCl. Тщательно удалим кислород, продувая через раствор азот, получим полярограмму(зависимость тока от потенциала капельно-ртутного электрода)

Полярограмма имеет 3характерных участка:

С момента замыкания цепи (А)до потенциала в точке (Б) через ячейку протекает небольшой ток, который называется остаточным. При достижении потенциала в точке (Б) на полярограмме наблюдается резкое увеличение тока. Потенциал в точке (Б) называют потенциалом выделения- он соответствует началу электрохимической реакции. Восстановление ионов Cd на электроде с образованием в растворе Cd в ртути(амольгамы).

С этого момента рост потенциала отстает от роста налагаемого внешнего напряжения. Электрод деполяризуется. Вещество участвующим в электрохимической реакции называется деполяризатором. На участке БВ ток растет, а точках (Б)-(Г) достигает постоянной некоторой величины. Данный ток называется предельным. На участке ВГ ток практически не зависит от потенциала электрода. И в этот момент электрод обладает достаточной энергией для восстановления ионов Cd. Дифундирующий ионы Cd восстанавливаются разностью концентраций между электродным слоем и массой раствора практически не меняется. Предельны ток не меняется, остается постоянным до потенциала,когда на электроде начинается новая электрохимическая реакция. Ток, обусловленный электрохимической реакцией называется фарадеевским.

Способы количественного определения концентрации вещества в полярографическом анализе.

Существуют 3 способа количественного определения концентрации вещества:

1.метод градуировочного графика

Для построения готовят серию 4-5 растворов определяемого вещества с известными концентрациями. Разбавление производят подходящим для определяемого элемента фонового электролита. Работать необходимо с одним и тем же капилляром, поддерживая постоянную высоту. По полученным полярограммам строят градуировочный график в координатах: высота волны-концентрация.

Этот метод прост, но не лишен недостатков. Он достаточно трудоемок и недостаток заключается в том, что при приготовлении раствор для построения графика невозможно учесть присутствующие примеси, поэтому для сложных по составу объектов, данный метод не очень надежен.

2.метод стандартов.

В данном методе сравнивают высоты волн на полярограмме анализируемого и стандартного растворов, полученных в идентичных условиях.

С_х=С_ст*(h_x/h_ст)

3.метод добавок

После того, как на полярограмме анализ раствора записан, в ячейку добавляют известные количества определяемого вещества и записывают полярограмму раствора с добавкой, измерив высоты волн на обеих полярограммах рассчитывают концентрацию определяемого вещества.

С_х=С_{добавка}*(h/h₂-h₁)

Инверсионная вольтамперометрия

Сущность метода.

этот метод применим для определения низких концентраций веществ. n*10^-9моль/л.

Его суть заключается в следующем: определяемое вещество(из разбавленного раствора) концентрируют электролизом на поверхность индикаторного электрода. Для определения следовых количеств Pb его можно сконцентрировать проведя электролиз на стационарном ртутном капающем электроде. Он представляет собой каплю ртути подвешенную на золотой или серебряной проволоке впаянную в стеклянную в стеклянную трубочку. При потенциале предельного тока на электроде протекает реакция восстановление ионов до металлического и накопление его на электроде в виде амольгамы.

Необходимо правильно выбрать фоновый электролит. В зависимости от концентрация ионов Pb электролиз ведут в течении 1-15 минут, чтобы накопить достаточное количество Pb. По истечении времени электролиза выключают перемешивание, дают раствору успокоиться, затем регистрируют зависимость тока анодного растворения полученного продукта. Этот вариант называют анодной инверсионной вольтамперометрией.

Существует второй варинатметода, катодная инверсиооная вольтамперограмма. В этом случае вещество концентрируют на электроде в виде продукта окисления, например, Mn можно концентрировать в виде MnO₂. При потенциале предельного тока окисления Mn(2) до Mn(4). В инверсионной вольтамперограмме применяют графитовые и стеклоуглеродные электроды, кроме стационарного ртутного электрода, применяемого для определения элементов хорошо растворимых в ртути(Cu, Cd, Pb, Zn…) или образующих малорастворимые соединения с Нg.

Широкое применение получили пленочные ртутно-графитные электроды, позволяющие получать более воспроизводимые результаты.