Потенциометрлік анализ
Электрогравиметриялық бөлу
жүктеу/скачать 3,21 Mb. Pdf көрінісі
|
Аргимбаева ПДФ
| Электрогравиметриялық бөлу
Егер құрамында алдын ала бөлінбеген иондардың қоспасы болатын ерітіндіні талдау керек болса, жүйеге тұрақты потенциа- лы бар қосымша электродты (мысалы, каломельді электрод) және жұмысшы мен қосымша электродтарды байланыстыратын рет- тегіш электронды құрылғыны енгізе отырып, электролизді қатал реттелетін потенциалда жүргізеді. Ол үшін арнайы кұрылғылар – потенциостаттар қолданылады. Екі металды электролиз арқылы бөлу мүмкіндігі мен бөле алмау мүмкіндігі туралы қорытындыға келесі есептеулер негізін- де келуге болады. Мысалы, мыс пен мырышты олардың 0,1 М сульфат ерітінділерінен электролиттік бөлу мүмкіндігін қарас- тыру керек. Стандартты электродты потенциал мәндері E 0 Cu 2+ / Cu = = 0,345 B, E 0 Zn 2+ / Zn = –0,764 B-қа тең. Осы металдарды ерітіндіден бөліп алу үшін Нернст теңдеуі арқылы потенциалдарды есеп- теуге болады. Мыстың бөлінуі үшін катодтың потенциалы келе- сіге тең болуы керек: 𝐸 Cu 2+ /Cu = 0,345 + 0,058 2 lg 0,1 = 0,316 B, ал мырыштың бөлінуі үшін: 𝐸 Zn 2+ /Zn = −0,764 + 0,058 2 lg 0,1 = −0,793 B. Егер Cu 2+ -тің ерітіндідегі концентрациясы 10 -6 моль/л немесе одан аз болса, мыстың бөлінуін сандық есептелетін деп санай- мыз. Бұл жағдайда катодтың потенциалы мынаған тең болады: 𝐸 Zn 2+ /Zn = −0,764 + 0,058 2 lg 0,1 = −0,793 B. Потенциалдың бұл мәнінде мырыштың тұнуы басталмайды, сондықтан мысты мырыш қатысында күкіртті қышқыл ерітін- ділерінен электролитикалық бөлу мүмкіндігі туралы сұраққа нақ- ты жауап беру қерек. 78 Мырыштың бөліну потенциалы кезінде Cu 2+ иондарының концентрациясын табуға болады: 𝐸 Zn 2+ /Zn = −0,764 + 0,058 2 lg 0,1 = −0,793 B. Содан: lg [Cu 2+ ] = −0,793 − 0,345 0,029 = −39, яғни [Cu 2+ ] = 10 −39 моль / л . Бұл осы элементтердің бөліну мүмкіндігін тағы да көрсетеді. Анодта оттегі бөлінетіндігі анық: H 2 O – 2e - = ½ O 2 + 2H + және ерітіндінің қышқылдығы артады. [H + ] = 1 моль/л кезінде анод потенциалын Нернст теңдеуі ар- қылы есептеуге болады: 𝐸 𝑂 2 /𝐻 2 𝑂 = 1,23 + 0,058 lg 1 = 1,23 𝐵 . Ток тығыздығы 0,001 A/см 2 кезіндегі оттегінің тегіс пла- тинадағы аса кернеуі 0,78 B-ті құрайды және ток тығыздығы арт- қан сайын бұл мән де артады. Анодтың потенциалы оттегінің ас- қын кернеуін қосқанда келесіге тең болады: 1,23 + 0,78 = 2,01 B. Үрдістің жүруі мен мыстың толық бөлінуі үшін потен- циалдар айырымын (2.32) 𝐸 жалпы = 2,01 − 0,171 = 1,84 𝐵 формуласымен есептеуге болады. Сонымен қатар сутегінің қандай потенциалда бөлінетінін анықтауға болады. Платина электродында мыс бөлінгендіктен, анықтамалықтан сутегінің мыс электродындағы асқын кернеуін (–0,94 В) тауып, сутегінің бөлінуі үшін (судың электролизі) қа- жетті потенциалдар айырымын (2.32) теңдеуі бойынша есептей- міз: 79 𝐸 жалпы = 2,01 − ( −0,94) = 2,95 𝐵. Сондықтан мыстың сандық тұнуы (Е ≈ 1,8 – 2,0 В) жағдайын- да сутегінің бөлінуі жүрмейді. Потенциалдың кездейсоқ өзгерістерінің нәтижесінде, әсіре- се, үрдістің соңында немесе қандай да бір себептердің нәтижесін- де сутегінің бөлінуін болдырмау үшін мысты анықтау кезінде талданатын ерітіндіге аз мөлшерде азот қышқылын енгізеді. NO 3 − катодта NO 2 − -ке ( Е NО 3 − /NО 2 − ⁰ = 0,94 В) немесе NH 4 + -ке ( Е NО 3 − /NН 4 + ⁰ = = 0,87 B) дейін тотықсыздануы мүмкін. Нитраттың тотықсызда- нуы потенциалдар айырымы кезінде жүреді: 𝐸 жалпы = 2,01 − 0,9 = 1,1 𝐵. Сондықтан ерітіндіде нитрат ионы болғанда, катодта сутегі бөлінбейді. Ерітіндіге қажетсіз электродты үрдістерді болдырмау үшін енгізетін заттарды жүктеу/скачать 3,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|