Потенциометрлік анализ
жүктеу/скачать 3,21 Mb. Pdf көрінісі
|
Аргимбаева ПДФ
| деполяризаторлар
деп атайды . Әдетте олар белгілі бір потенциал мәніне жеткенде, электрохимиялық өзгерісті болдырмайды. Берілген жағдайда мысты анықтау кезін- де нитрат иондары сутегінің бөлінуін болдырмайтын деполяриза- торлар болып табылады. Ұқсас есептеулердің нәтижелері стандартты электродты по- тенциалдар айырмашылығы 0,2-0,3 B болғанда, электролиз әдісі арқылы металдарды бөлуге болатындығын көрсетеді. Бұл кри- терий стандартты электрод потенциалдары арқылы берілген кез келген иондар жұбын бөлу немесе бөле алмау мүмкіндігін анық- тауға мүмкіндік береді. Мысалы, күмісті ( Е А𝑔 2+ /А𝑔 ⁰ = 0,7994 B) Bi 3+ -тің ( Е Ві 2+ /Ві ⁰ = 0,23 В), мыстың ( Е С𝑢 2+ /С𝑢 ⁰ = 0,345 B) және басқа да металдар қатысында анықтауға болады, бірақ сынаптан ( Е Н𝑔 2+ /Н𝑔 ⁰ = 0,850 В) бөлу мүмкін емес. Мысты мырыштың ( Е 𝑍𝑔 2+ /𝑍𝑛 ⁰ = –0,764 B), кадмийдің ( Е С𝑑 2+ /С𝑑 ⁰ = –0,403 B), қорғасын- ның ( Е Р𝑏 2+ /Р𝑏 ⁰ = –0,126 B) және басқа да элементтер қатысында оңай тұндырып алуға болады, бірақ висмуттың қатысында катод- тың қатал реттелетін потенциалы кезінде мүмкін болады. 80 pH-тың өзгеруі мен ерітіндіге комплекс түзуші қоспаларды енгізу потенциал мәніне айтарлықтай әсер етеді. Бұл факторлар- ды қолдану электролиз әдісі арқылы металдардың бөліну және бөлу мүмкіндіктерін кеңейтеді. Мысалы, Е 0 < 0 болғандықтан, никельдің, кобальттың және басқа да элементтердің қышқылдық ерітінділерден электротұнуына сутегінің бөлінуі кедергі жасайды. Қышқылдық төмендегенде, сутегінің бөлінуі кемиді де, металдардың тұнуы мүмкін болады. рН-тың қандай мәнінде никельдің ерітіндіден сандық бөлінетіндігін анықтайық. Никельдің тұнуы: 𝐸 = −0,228 + 0,029 lg(10 −6 ) = −0,402 𝐵 потенциалы кезінде болады. Бұл потенциал мәнінде сутегінің бөлінуі жүрмеу үшін суте- гінің концентрациясы мына теңдеуді қанағаттандыру керек: −0,402 = 0 + 0,058 lg[𝐻 + ], бұдан lg[𝐻 + ] = −0,402 0,058 = −7,0, яғни рН ≥7 кезінде сутегі бөлінбейді және никель катодта сандық тұнады. Никельдің электролизін аммиакты ерітінділерде жүргі- зеді. Бірақ никельдің аммиакты қосылыстарының түзілуі кері әсе- рін де тигізеді, себебі комплекс түзілу кезінде никельдің элек- тродты потенциалы кемиді және сутегінің бөлінуін болдырмау үшін рН-тың әрі қарай артуы қажет. Никельдің аммиакты ерітін- дідегі стандартты электродты потенциалы келесіге тең болады: 𝐸 𝑁𝑖(𝑁𝐻 3 ) 6 2+ /𝑁𝑖 0 = 𝐸 𝑁𝑖 2+ /𝑁𝑖 0 = −0,029 lg 𝛽 𝑁𝑖(𝑁𝐻 3 ) 6 2+ = −0,288 − 0,029 ∙ 8,01 = 0,460 𝐵. Никельдің аммиакты ерітіндіден толығымен бөлінуі: 𝐸 = −0,460 + 0,029 lg 10 −6 = −0,634 𝐵 потенциал мәнінде болады. 81 Осыдан электролиз сутегінің бөлінуінсіз жүрген кезде сутегі иондарының концентрациясын табамыз: lg[𝐻 + ] = − 0,634 0,058 = −11 𝑝𝐻 ≥ 11. 1 M NH 4 OH-та pH шамамен 11,5-ке тең. Яғни бұл ерітіндіде сутегінің бөлінуі жүрмейді және никельдің сандық бөлінуі жүзеге асады. Комплекс түзілу кезінде электродты потенциалдың өзгеруі электрохимиялық реакцияларды басқарудың тиімді әдістерінің бірі болып табылады. Ерітінді рН-ы мен комплекс түзетін зат- тардың концентрациясын реттеу стандартты электродты по- тенциалдардың жақын мәндерінде металдарды бөлу жағдай- ларын жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, бір ерітіндіден Cu 2+ , Bi 3+ , Pb 2+ және Sn 2+ анықтау әдісі белгілі. Бейтарап тартратты ерітіндіде –0,20; –0,40; және –0,60 B потенциалдарда катодта мыс, висмут және қорғасын кезекпен бөлініп өлшенеді, содан кейін тартратты комплексті бұзу үшін ерітіндіні қышқылданды- рады және қалайы бөлінеді. Потенциалды қатал ұстауды қажет етпейтін электрограви- метрлік құрылғылар айтарлықтай қарапайым. Әдетте олар ері- тіндідегі бір ғана ионды анықтау үшін қолданылады. Кедергі кел- тіретін иондар бөлінуі немесе талдау кезінде электрохимиялық тотықсыздануға ұшырамайтын берік комплекске біріктірілуі ке- рек. Электрогравиметриялық әдіспен күкірт қышқылды ерітінді- ден азот қышқылы қатысында мысты, цианидті ерітіндіден күміс пен кадмийді, аммиакты ерітіндіден никельді және басқа да эле- менттерді анықтауға болады. жүктеу/скачать 3,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|