Амперометриялықтитрлеу. Кулонометриялықталдауәдісі

2. 
   Амперометриялық титрлеу. Кулонометриялық талдау әдісі.мперометриялық титрлеу әдісі – бұны анализдің титрлеу әдісі дептенемесе полярографиялық әдістің бір түрі деп те айтса болады. Амперометриялық әдіс – ток күшінің ерітіндідегі электрохимиялық реакцияға қатысатын иондар концентрациясына тәуелділігіне негізделген. Амперометриялық титрлеу мен полярография арасындағы байланысты былай көрсетуге болады.
   

амперометриялық титрлеу. Мұнда титрлеудің соңғы нүктесін табу титрлеу барысында диффузиялық шекті ток шамасының өзгерісін анықтауға негізделген. Бұл әдісиндикаторлық электродта тотыға не тотықсыздана алатынзаттардың реакциялары үшін кең қолданылады, сондықтан амперометриялық титрлеудің міндетті шарты –реакцияғақатысушылардың

біреуінің электрохимиялық белсенділігі.Амперометриялық титрлеудің сезімталдығы дәстүрлік тура полярографиядан бір шама артық. Титрлеу кезінде дәстүрлі химиялық реакциялар қолданылады:

• тұнбаға түсу,

• тотығу-тотықсыздану,

• комплекс түзу,

• бейтараптану

Амперометриялық титрлеуде әртүрлі реакциялар қолданылады:

· Тұндыру реакциялары, мысалы: калий ферроцианиді-мен

титрлеу;

екі валентті темір иондарымен титрлеу;

· Комплекс түзу реакциялары, мысалы: Ca2+ ионын натрийдің этилендиаминтетраацетаты (ЭДТА) – ерітіндісімен титрлеу. Егер электрохимиялық реакцияға анықталатын ион қатысатын болса, титрант қосқан кезде тұнба немесе нашар диссоциацияланатын заттар түзіліп, анықталатын зат

концентрациясы кемиді. Осыған байланысты I – күші де кемиді Мысалы: 

Анықталатын зион электродта тотығу-тотықсыздану реакциясына қатыспайтын жағдайда электродта тотығып немесе тотықсызданатын титрант қолданылады. 

реакцияға қатысуы мүмкін. Бұндай жағдайда ток күші

алдымен кемиді де, эквиваленттік нүктеден кейін ток

күші қайтадан өсе бастайды 

Кулонометриялық талдау әдісі.Бұл әдіс стандартты ерітінді әзірлеуді қажет етпейді, ондағы титрант міндетін электр тогы атқарады. Дәстүрлі титрлеу әдісінде талданатын заттың мөлшері титрлеуге кеткен титрант-реагентінің титрі мен көлем көбейтіндісі бойынша есептелінеді, ал кулонометрлік титрлеуде ізделініп отырған зат мөлшері ток күшімен талданатын затпен өзара әсерлесуші реагентті генерирлеуге кеткен уақыттың көбейтіндісімен есептелінеді.

Ток күші тұрақты кезде жүргізілетін қосымша кулонометрия әдісі химиялық әрекеттесуге ұқсас болғандықтан, оның кулонометрлік титрлеу әдісі деп атайды.

Іс жүзінде жемісті және сан қайтара қайталанылатын талдаудағы талданатын ерітіндінің электролитке қоссылатын аз бөлігін (аликвоты) титрлегенде, электрактивті зат концентрациясы өзгеріссіз қалатындай етіп қосады. Дәстүрлі титрлеу әдістеріндегі кез келген эквиваленттік нүктені табу тәсілі кулонометриялық титрлеуге де жарамды.

Калий хлориді ерітіндісінің платиналық электродта катодтық және анодтық кеңістіктермен бөлінген ұяшықтағы электролизін қарастырайық. Мұндай ерітінділердің электролизі кезінде электродтардың потенциалы электролиттің құрамдас бөліктерінің ыдырау потенциалының мәніне дейін ығысады, яғни электрлік белсенді зат - судың ыдырау потенциалына дейін ығысады. Калий мен хлордың иондары электродтық құбылысқа қатыспайды, өйткені ол үшін олардың өздеріне сәйкес жоғары мәндегідей потенциал қажет. Демек:

анодта {\displaystyle 2H_{2}O-4e^{-}\rightarrow O_{2}\uparrow +4H^{+}}

катодта {\displaystyle 2H_{2}O-2e^{-}\rightarrow H_{2}\uparrow +2OH^{-}}

жүреді. Электрод маңындағы кеңістіктер бөлінгендіктен анодтық кеңістікте сутетінің иондары (яғни қышқыл), ал катодтық кеңістікте гидроксил ОН^- иондары (ягни сілті) жинақталады. Олардың мөлшері өткен электр ток шамасына пропорционал. Бұл иондардың кайтадан әуелгі қалпына оралу мүмкіндігі ең кіші мәндегі ток күшімен уақытқа дейін әрі өлшеуге, әрі шектеуге келеді. Мұндай жағдайдағы анодтық кеңістікте сілтіні, ал катодтық жағдайда қышқылды қайта орала алатын кері иондар көмегімен титрлеуге болады. Қазіргі кезде әр түрлі реакцияларды пайдаланып көптеген қосылыстар мен қоспаларды титрлеудің бірнеше әдістері іс жүзінде қолданылуда. Талданатын зат мөлшерін есептеу Кулон заңына негізделген. Әдістің сезімталдығы титрлеу соңын индикациялау қабілетіне байланысты және оны микрограммдық шамаға дейін жеткізуге болады. Демек, кулонометрлік титрлеу әдісімен мольдік және микромольдік концентрациядағы ерітінділерді анықтауға болады. Әдістегі дәлдік уақыт пен ток күшін өлшеу дәлдігімен шектеледі, ал қателік 0,1%. Талдау уақыты бірнеше минут қана, қазіргі кездегі титраторларда әр түрлі интеграторлар мен потенциометрлер бар және олардың көмегімен титрлеу қисығын жазуға болады.

Мұнда ток көзі ретінде акумуляторлар немесе тұрақгы токтың электрондық түзеткіштері мен тұрақтандырғыштары (1) қолданылады. Ток кедергі (2) мен амперметр (3) арқылы өтіп. ажыратып-қосқыш пультты (4) қоректендіреді. Секундомер (5) мен электродтары (8,81) бар тізбек генераторын (7) қосуды баскару торабы арқылы бір сәтте жүзеге асырады. Генератор тізбегіндегі токтың тұракдылығы стандарт кедергіге кернеудің түсуіне қарай потенциометрмен (6) бақыланады. Реакция соңын индикаторлық электрод (9) және өлшегіш потенциометр (10) көмегімен белгілейді. Титрант жұмысшы-генератор электродында (8) генерирленеді (әуелгі қалпына оралады). Көмекші электрод (8) жұмысшы ерітіндіден, атап айтқанда, шыны түтікке тікелей дәнекерленген кеуекті сүзгішпен бөлінген. Егер индикация үшін амперметрлік әдіс колданса, онда индикаторлық электродты платинадан әзірлейді, ал потенциометрлік индикация жағдайында электродтардың екеуі де платинадан, не екеуінің бірі каломелді, хлоркүмісті және т.б. бола алады. Сондай-ақ титрлеудің соңғы нүктесін айқындау үшін спектрофотометрлік, кондуктометрлік немесе басқадай детекторлар қолданылуы мүмкін.

Электролиттік тұрғыдан әр түрлі иондардың басым көпшілігін әуелгі қалпына оралтуға болады: Н⁺, OH^-, Ag⁺, Рb²⁺ және басқа металдардың тотықтарымен, тотықтырғыштарын Вr₂, I₂, IO₃^-, Cl (IV), Mn (III), Ag (II), Fe(CN)^3-₀. I, Fe (II), Fe(CN)^4-₆, Ti (III), V (II) және т.б. Демек, мұндай иондар көмегімен талдаудағы дәстүрлі химиялық титрлеу әдістерінің басым көпшілігін кулонометрияға ауыстыруға болады.

Ал бұл өз ретінде үлкен қолданылмалық жағдай тудырады, өйткені мұндайда көптеген қалыпты ерітінділерді дайындау, оларды сақтаудың қажеті жоқ. Ал кулонометрлік титрлеудің сезімталдығы, химиялық титрлеудегіден 1-3 реттей жоғары, мұндайда қысқа мерзімдік, тұрақсыз иондарды да электрлік тұрғыдан қайтадан әуелгі қалпына оралту мүмкін болады. Мысалы, химиялық титрлеу әдістерінде қолданатын реагенттер: Ma (III), Ag (II), CuBiS, V (II).^[1]

29. 
    Оптикалықталдауәдістеріжәнеолардыңжіктелуі. Электромагниттіксәулеленудіңспектрі, оныңнегізгісипаттамалары (толқынұзындығы, жиілік, толқындық сан, интенсивтілік). Атомдар мен молекулалардыңспектрлері.
    

негізделген, мысалы оптикалық тығыздық, сынукоэффициенті,жарықжұтудыңмолярлықкоэффициенті. Оптикалық әдістердің ішіненең тиімдісі оптикалық спектроскопия.

Спектроскопия деп затпен сіңірілген(шығарылған,сынған,шашыратқан,

шағылысқан)электромагниттіксәулеленудің қарқындылығын өлшеуге не

зерттеуге негізделген, заттың сапалықжәне сандық құрамын анықтайтын

әдістердің жиынтығын айтады

Оптикалық әдістерге инфрақызыл(ИҚ),көрінетінжәнеультракүлгінсәулеленулерінің

Қарқындылығыбойынша жүргізілетін сапалық жәнесандық талдау әдістерінің жиынтығын

жатқызады.

Бұл әдістерге:

• Абсорбциялық спектроскопия,

• Спектралды эмиссиялық,

• Люминесценттік талдау,

• Турбидиметрия, нефелометрия,

• Фотометрия әдістер тобы жатады.

Электромагниттік спектр - электромагниттік толқындарының барлық диапазондарының жиынтығы. Электромагниттік толқындар теледидарда және радиохабарда, телекоммункацияда, сонымен бірге тамақ әзірлеу үшін де қолданылады.Электромагниттік толқындар шкаласы (v < 10²¹ Гц) төменгі жиілікті толқындар мен радиотолқындардан бастап, гамма сәулелерге дейінгі (v < 1021 Гц) аралықты қамтиды. Электромагнитті толқындарының диапазоны