Пгплил. А. Изменения ионной силы раствора
 Скачать 4.34 Mb.
|
|
Тесты Тест 52. Какой электрический параметр является аналитическим сигналом в методах прямой кондуктометрии? а) удельная электропроводность; б) сила тока; в) эквивалентная электропроводность; г) предельная эквивалентная электропроводность. Тест 53. Какие электроды используются в методах низкочастотной кондуктометрии? 16 5 а) два электрода: поляризованный индикаторный и электрод сравнения; 16 6 б) два идентичных неполяризованных электрода; в) три электрода: поляризованный индикаторный, вспомогательный и электрод сравнения; г) один поляризованный электрод. Тест 54. Какие процессы определяют возникновение аналитического сигнала в кондуктометрии? (Укажите два правильных ответа.) а) диссоциация молекул на ионы; б) поляризация электродов; в) миграция ионов под действием внешнего источника тока; г) электрохимическая реакция. Тест 55. Когда эквивалентная электропроводность имеет предельно высокое значение? а) в насыщенных растворах; б) в растворах средних концентраций; в) в очень концентрированных растворах; г) в бесконечно разбавленных растворах. Тест 56. Как устраняются явления поляризации и электролиза в кондуктометрических измерениях? а) за счет использования переменного тока; б) применением компенсационной схемы измерения ЭДС; в) использованием электродов с большой поверхностью; г) за счет отсутствия внешнего источника тока. Тест 57. Единицей измерения электропроводности является: а) ампер; б) ом; в) сименс; г) кулон. Тест 58. Основным недостатком прямой кондуктометрии является: а) низкая чувствительность; б) высокая погрешность измерений; в) длительность анализа; г) низкая селективность. 16 7 Тест 59. 16 8 Какой ион обладает наибольшей подвижностью? а) Na + ; б) ОН – ; в) СI – ; г) H + . Тест 60. В чем преимущество высокочастотной кондуктометрии по сравнению с низкочастотной? (Укажите два правильных ответа). а) метод высокочастотной кондуктометрии характеризуется более высокой избирательностью; б) высокочастотное титрование является бесконтактным методом, что позволяет использовать его для анализа высокотоксичных и агрессивных систем; в) так как при высокочастотном титровании учитываются активная и реактивная составляющие электропроводности, поэтому этот метод может быть использован для анализа неводных растворов, эмульсий, масел; г) при токе высокой частоты снижается температурный коэффициент электрической проводимости и колебания температуры не влияют на результаты кондуктометрических измерений. Тест 61. На чем основан метод кондуктометрического титрования? а) на изменении электропроводности раствора в процессе электролиза; б) на изменении диэлектрической проницаемости раствора в процессе титрования; в) на изменении электропроводности раствора в ходе титрования; Тест 62. От чего не зависит вид кривой низкочастотного кондуктометрического титрования? а) от температуры; б) от природы реагирующих веществ; в) от природы растворителя; г) от частоты переменного тока. Тест 63. Когда реактивная составляющая оказывает наибольшее влияние на ход кондуктометрического титрования? а) при высокочастотном титровании водных растворов электролитов; б) при низкочастотном титровании органических соединений; в) при высокочастотном титровании органических соединений; г) при низкочастотном титровании водных растворов электролитов. 16 9 ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Вопросы и ответы Вопрос 287. На чем основаны методы вольтамперометрии? Ответ. Методы вольтамперометрии основаны на изучении зависимости силы тока от напряжения поляризации микроэлектрода, на поверхности которого протекает электролиз анализируемого вещества или одного из компонентов титруемой системы. Вопрос 288. Как классифицируются вольтамперометрометрические методы анализа? Ответ. В зависимости от вида рабочего электрода вольтамперометрические методы делятся на полярографию (капающий ртутный микроэлектрод) и вольтамперометрометрию (любой микроэлектрод кроме капающего ртутного). Методически вольтамперометрометрию подразделяют на прямую, косвенную (амперометрическое титрование) и инверсионную. Вопрос 289. Назовите отличительную особенность электродов вольтамперометрической ячейки. Ответ. В вольтамперометрии площадь рабочего электрода, называемого микроэлектродом, во много раз меньше площади электрода, выполняющего функцию сравнения. Вопрос 290. Почему в вольтамперометрии площадь электрода сравнения многократно превышает площадь рабочего электрода? Ответ. За счет небольшой площади микроэлектрода плотность тока на его поверхности значительно выше, чем у обычного электрода. Он легко поляризуется и выполняет роль рабочего электрода, на котором протекает электролиз анализируемого вещества. Электрод с большой поверхностью практически не поляризуется. Его потенциал остается постоянным на уровне равновесного значения. Такой электрод используется как электрод сравнения, и вольтамперограмма отражает изменение электрических параметров системы, обусловленное процессом электрохимического превращения на рабочем микроэлектроде. 17 0 Вопрос 291. Перечислите требования, предъявляемые к рабочему электроду в вольтамперометрии. Ответ. Рабочий электрод вольтамперометрической ячейки должен легко поляризоваться в широкой области потенциалов. Желательно, чтобы его поверхность постоянно обновлялась. Вопрос 292. Приведите примеры рабочих микроэлектродов, используемых в вольтамперометрии. Ответ. В качестве рабочего микроэлектрода в полярографии используются капли ртути, вытекающие из капилляра, в вольтамперометрии – твердые микроэлектроды, изготавливаемые из платины, серебра, золота и специально обработанного графита. Вопрос 293. Перечислите достоинства и недостатки микроэлектродов вольтамперометрической ячейки. Достоинствами ртутного электрода являются хорошая воспроизводимость полярографической кривой за счет постоянного обновления капли ртути и возможность использования их в широкой области потенциалов. Недостатком ртутного электрода является легкая окисляемость и токсичность. Твердые электроды более удобны и безопасны, чем ртутные, но область их применения ограничена. Вопрос 294. Каков механизм поляризации рабочего электрода в вольтамперометрии? Ответ. При проведении вольтамперометрических измерений происходит концентрационная ( диффузионная) поляризация рабочего микроэлектрода. Вопрос 295. Какой процесс лимитирует скорость электролиза в вольтамперометрии? Ответ. Скорость электролиза в вольтамперометрии лимитируется процессом диффузии, при котором определяемое электроактивное вещество самопроизвольно переносится из объема раствора к поверхности электрода за счет градиента концентраций, возникающего в результате электропревращения определяемого вещества. Вопрос 296. Дайте сравнительную характеристику процессов электролиза в методах вольтамперометрии и кулонометрии. Ответ. В методах вольтамперометрии в электрохимической реакции участвует небольшое количество анализируемого вещества, находящегося вблизи поверхности микроэлектрода, и электролиз проводится только до 17 1 достижения постоянного значения диффузионного тока. В кулонометрии электролиз идет практически до полного электропревращения определяемого вещества. Вопрос 297. Опишите вид полярографической кривой. Какие процессы отражает каждый участок кривой? Ответ. Типичная полярографическая кривая имеет Ѕ–образную форму волны. Нижний горизонтальный участок полярограммы отвечает значениям потенциала меньше потенциала выделения. Он соответствует остаточному току, возникающему при электровосстановлении примесей и зарядке двойного электрического слоя капли ртути. При потенциале выделения на микроэлектроде начинается электрохимическая реакция. Сила тока резко возрастает, кривая скачкообразно поднимается вверх до предельного значения. Дальнейший рост потенциала не отражается на величине тока, так как система находится в равновесии, при котором скорость диффузии ионов равна скорости их электровосстановления. Такой ток называется диффузионным. Его величина постоянна и соответствует ординате верхнего горизонтального участка полярограммы. Вопрос 298. Объясните возникновение остаточного тока при проведении полярографического анализа. Ответ. Остаточный ток возникает при зарядке двойного электрического слоя на поверхности капли ртути (конденсаторный ток) и электровосстановлении примесей, электрохимически более активных, чем анализируемое вещество. Вопрос 299. Какую функция выполняет фоновый электролит в вольтамперометрических измерениях? Ответ. Избыток индифферентного фонового электролита (КСI или КNО 3 ) экранирует электрическое поле рабочего микроэлектрода и предотвращает миграционный перенос определяемых ионов. В этих условиях ионы анализируемого вещества перемещаются только за счет диффузии. Вопрос 300. От чего зависит величина предельного диффузионного тока? Ответ. Величина предельного диффузионного тока (I д ) зависит от концентрации определяемого вещества, коэффициента диффузии, формы и размера рабочего микроэлектрода. Напряжение, приложенное к электродам, не влияет на значение I д Вопрос 301. На чем основан качественный полярографический анализ? 17 2 Ответ. Качественный полярографический анализ основан на определении потенциала полуволны, величина которого сравнивается с известными табличными значениями потенциалов для различных ионов, измеренных в идентичных условиях. Вопрос 302. Дайте определение потенциала полуволны. Как он рассчитывается? Ответ. Потенциалом полуволны (Е 1/2 ) называется потенциал, при котором сила тока на полярографической кривой достигает половины предельного значения (1/2I д ). Потенциал полуволны можно рассчитать по уравнению полярографической волны: Е 1/2 = Е – 0,059 𝑛 Ig 𝐼д−𝐼 , 𝐼 где I д – предельный диффузионный ток; Е – потенциал в данной точке восходящей части полярограммы; I – сила тока, соответствующая значению Е на полярограмме; n – количество электронов, участвующих в электрохимической реакции. Вопрос 303. Почему в вольтамперометрии качественный состав раствора определяется по потенциалу полуволны, а не по потенциалу выделения? Ответ. В отличие от потенциала выделения потенциал полуволны не зависит от характеристик капилляра, концентрации электроактивного вещества и определяется только природой анализируемого иона, поэтому Е 1/2 используется в качестве основного критерия для оценки качественного состава раствора электролита. Вопрос 304. Напишите уравнение Ильковича (в общем и упрощенном виде). Назовите основные величины, входящие в него. Ответ.Количественный полярографический анализ основан на уравнении Ильковича, которое связывает величину диффузионного тока с концентрацией определяемого иона: I д = 605 ∙ z ∙ D 1/2 ∙ m 2/3 ∙ t 1/6 ∙ c, где I д – диффузионный ток, мкА; z – заряд иона; D – коэффициент диффузии; m – масса ртути, вытекающей из капилляра за 1с, мг; t – время образования капли, с; 17 3 c – молярная концентрация вещества, ммоль/дм 3 При стабильных условиях анализа D , m и t постоянны, и уравнение приобретает упрощенный вид: I д = 𝑘 ∙ c , где 𝑘– константа. Вопрос 305. Какие аналитические приемы используются в количественной полярографии? Ответ. В количественной полярографии используются методы градуировочного графика, добавок и стандартных растворов. Вопрос 306. Объясните сущность инверсионной вольтамперометрии. Опишите основные этапы анализа. Ответ. В методе инверсионной вольтамперометрии анализируемый компонент электрохимически концентрируется из очень разбавленного раствора на поверхности электрода (ртутной капли, графитового или углеситалового), затем продукт восстановления электрохимически растворяется на аноде при потенциале предельного тока. По мере анодного растворения снимается вольтамперограмма, по которой определяется состав и количество анализируемого элемента. Вопрос 307. Опишите вид инверсионной вольтамперомерограммы. По каким параметрам кривой определяется состав раствора? Ответ.Инверсионная вольтамперограмма имеет вид перевернутого пика, глубина которого пропорциональна концентрации определяемого иона, а потенциал минимума определяется природой иона. Вопрос 308. В чем преимущество инверсионной вольтамперометрии по сравнению с другими методами вольтамперометрии? Ответ. Нижний предел обнаружения инверсионной вольтамперометрии составляет от 10 –10 - 10 –9 моль/дм 3 , что на 2–3 порядка ниже методов полярографии. Метод может быть использован для определения следовых количеств органических и неорганических соединений не только в растворах, но и в твердых материалах. Вопрос 309. Объясните сущность амперометрического титрования. 17 4 Ответ.Амперометрическое титрование – косвенный метод вольтамперометрии, основанный на определении конечной точки титрования по результатам изучения зависимости предельного диффузионного тока от объема добавленного титранта. Контроль тока проводится при значении потенциала, соответствующем предельному диффузионному току одного из компонентов, участвующих в процессе титрования. Вопрос 310. Какие типы химических реакций используются в амперометрическом титровании? Ответ. В методах амперометрического титрования используются реакции осаждения, комплексообразования и окисления-восстановления. Вопрос 311. От чего зависит форма кривых амперометрического титрования? Ответ. Форма кривых амперометрического титрования зависит от природы реагирующих веществ, типа химической реакции и величины потенциала, при котором проводится титрование. Вопрос 312. Назовите основные достоинства методов вольтамперометрии. Ответ. К достоинствам методов вольтамперометрии относятся высокая чувствительность, точность (от 0,1% для амперометрического титрования до 2–5% для методов полярографии), селективность, быстрота выполнения анализа, легкость компьютеризации и автоматизации аналитического процесса. Методы вольтамперометрии могут быть использованы для анализа твердых веществ, мутных и разбавленных растворов. Вопрос 313. Укажите область использования методов вольтамперометрии. Ответ. В аналитической практике методы вольтамперометрии применяются для определения ионов металлов, отдельных анионов и ряда органических соединений. Тесты Тест 64. Какая функциональная зависимость лежит в основе метода вольтамперометрии? а) I = f (С); б) I = f (Е); 17 5 в) Е = f (С); г) I = f (t). Тест 65. Какие электрохимические процессы протекают в вольтамперометрической ячейке? а) происходит полное электропревращение определяемого вещества; б) электрохимическая реакция на электродах не протекает; в) электролизу подвергается небольшое количество определяемого вещества, находящегося вблизи поверхности рабочего электрода; г) в процессе электролиза участвуют определяемое вещество и фоновый электролит. Тест 66. Как поляризуются электроды вольтамперометрической ячейки? а) рабочий электрод и электрод сравнения практически не поляризуются; б) происходит кинетическая и концентрационная поляризация рабочего электрода; в) происходит концентрационная поляризация только рабочего электрода; г) поляризуются оба электрода (рабочий и электрод сравнения). Тест 67. Какие электроды входят в состав полярографической ячейки? a) два неполяризуемых электрода ; б) два идентичных поляризуемых электрода; в) три электрода – неполяризуемый индикаторный, электрод сравнения и вспомогательный электрод; г) два электрода – поляризуемый рабочий электрод и неполяризуемый электрод сравнения. Тест 68. Какой фактор не влияет на величину диффузионного тока в полярографических измерениях? а) концентрация раствора; б) форма и размер рабочего электрода; в) напряжение на электродах; г) коэффициент диффузии. Тест 69. Как устраняется влияние миграционного переноса ионов на величину тока в методах вольтамперометрии? а) за счет использования двух поляризованных электродов; б) перемешиванием раствора; 17 6 в) плавным изменением потенциала; г) введением индифферентного электролита. Тест 70. Какой параметр используется в качестве аналитического сигнала в методах прямой вольтамперометрии? а) потенциал полуволны; б) предельный диффузионный ток; в) потенциал выделения; г) остаточный ток. Тест 71. Какое уравнение описывает функциональную зависимость аналитического сигнала от концентрации определяемого вещества в методах полярографии? а) уравнением Ильковича; б) уравнение закона Фарадея; в) уравнением Нернста; г) уравнением Гейровского. Тест 72. Какая характеристика метода не соответствует вольтамперометрии? а) метод позволяет проводить качественный и количественный анализ; б) анализ проводится с использованием микро- и ультрамикроэлектродов; в) метод имеет низкую чувствительность; в) объектом анализа могут быть окрашенные и мутные растворы; Тест 73. В каких координатах строятся кривые амперометрического титрования? а) I д = f (С); б) I д = f (Е); в) I д = f (V титр . ); г) Е = f V титр ). Аналитическая химия (база ЦТ) |