Амперометрическое титрование. СРСП 9 Амперометрическое титрование. Амперометрия и амперометрическое титрование
 Скачать 4.13 Mb.
|
|
Амперометрическое титрование. Выполнила: Жумабаева Д.Ж. Группа: ФМ-20-1 Амперометрия и амперометрическое титрование
Соотношение концентраций определяемого вещества Cз > C2 > C1 Прямая амперометрия. Датчик кислорода Кларка
Амперометрический ферментный электродПроцесс ферментативного окисления глюкозы на поверхности мембраны На платиновом электроде при значении потенциала порядка +0,6-+0.7 В (отн. электрода Ag/AgCl) протекает электрохимическое окисление Н2O2: 2H2O2 – 2e → 2H2O + O2 Возникающий при этом ток пропорционален концентрации глюкозы I ≈ [глюкоза] Амперометрическое титрованиеВзаимосвязь полярографии (вольтамперометрии) и амперометрического титрования: а — полярограммы (вольтамперограммы) вещества X при различных концентрациях вещества X в растворе (С1 > С2 > С3 > С4 > С5); б — зависимость диффузионного тока (Id) от обратной концентрации (1/C) вещества X; О — конечная точка титрования Схема установки для амперометрического титрования:
Титриметрическая реакция X + T → P + S Практические аспекты амперометрического титрованияДля практического осуществления амперометрического титрования необходимо:
X + T = P + S,где X – анализируемое вещество, T – титрант, P – продукт, S – растворительРабочие электродыВольтамперные кривые выделения водорода (катодная область) и кислорода (анодная область) на ртутном капающем (1), вращающемся платиновом (2 ) и графитовом (3 ) электродах в 1 M растворе серной кислоты катодная область анодная область резервуар Hg капля Hg стеклян- ный капилляр (1) (2 ) Pt (3 ) «графит» Вращающийся дисковый электродСхема дискового электрода: 1 - диск; 2 - изолирующая оболочка; 3 - раствор; 4 - токоподводящая ось. ВДЭ - особый тип электрода, применяемого в электрохимических методах исследования и анализа, а также в гидродинамике. 500—800 об/мин Пусть протекает химическая реакция А + В ↔ С где А — определяемое (титруемое) вещество; В — титрант; С — продукт реакции. В зависимости от того, какое из веществ титриметрической реакции является электроактивным – различают следующие виды кривых титрования: (1) Титрование по току определяемого вещества: вещество А является при выбранном потенциале E1 электроактивным (восстанавливается), вещества B и С – не электроактивные при соответствующем потенциале. Пример: Титриметрическая реакция: Ag+ + Cl- = AgCl↓ Электродная реакция: К(-) Ag+ + e- = Ag0 A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ (2) Титрование по току титранта: вещество B является при выбранном потенциале E1 электроактивным (восстанавливается), вещества A и С – не электроактивные при соответствующем потенциале. Пример: Титриметрическая реакция: Ba2+ + CrO42- = BaCrO4↓ Электродная реакция: К(-) CrO42- + 3e- + 8H+ = Cr3+ + 4H2O A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ Кривые амперометрического титрования (3) Титрование по току определяемого вещества и титранта: вещества A и B является при выбранном потенциале E1 электроактивными (восстанавливаются), а вещество С – не электроактивным при соответствующем потенциале. Пример: Титриметрическая реакция: Pb2+ + CrO42- = PbCrO4↓ Электродная реакция: до т.э. К(-) Pb2+ + 2e- = Pb0 после т.э. К(-) CrO42- + 3e- + 8H+ = Cr3+ + 4H2O A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ Кривые амперометрического титрования (4) Титрование по току продукта реакции: вещество С является при выбранном потенциале E1 электроактивным, вещества A и B – не электроактивные при соответствующем потенциале. Пример: Титриметрическая реакция: HAsVO42- + 2I- + 2H+ = HAsIIIO32- + I2 + H2O Электродная реакция: K(-) I2 + 2e- = 2I- A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ Кривые амперометрического титрования (5) Титрование по току определяемого вещества и титранта с разнородными электродными реакциями: вещества A и B является при выбранном потенциале E1 электроактивными, но участвуют в электродных реакциях разного типа, т. е. одно из них на электроде окисляется, а другое восстанавливается, вещество С – не электроактивное при соответствующем потенциале. Пример: Титриметрическая реакция: Fe2+ + VO3+ = Fe3+ + VO2+ Электродная реакция: до т.э. A(+) Fe2+ - 1e- = Fe3+ после т.э. К(-) VO3+ + 1e- = VO2+ Al3+ Fe3+ A, B, С Кривые амперометрического титрования (6) Титрование c амперометрическим индикатором: ни один из компонентом титриметрической системы – A, B и С при выбранном потенциале E1 не электроактивные. В таком случае в титриметрическую реакцию добавляют небольшое количество вещества D, которое является электроактивным и, т.о., выступает в роли индикатора. A, B, С D Пример: Титриметрическая реакция: Определяемое вещество: Al3+ + 6F- = [AlF6]3- (lgβ([AlF6]3-) = 20,67) Индикаторное вещество: Fe3+ + 6F- = [FeF6]3- (lgβ([FeF6]3-) = 16,10) Электродная реакция: К(-) Fe3+ + 1e- = Fe2+ A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ Кривые амперометрического титрования (7) Титрование cмеси двух веществ (одно из которых электроактивное): осуществляют дифференциальное (ступенчатое) титрование смеси двух веществ A и D, одно из которых является при выбранном потенциале E1 электроактивным, а другое - не электроактивным при соответствующем потенциале; наряду с этим титрант при выбранном потенциале – электроактивный. Например, ионы Pb2+ и Ва2+ титруют К2CrO4; при Е(Hg) = –1,0 В активны Pb2+ и CrO42– Титриметрическая реакция: Pb2+ + CrO42- = PbCrO4↓ Ks(PbCrO4) = 1,18∙10–14 Ba2+ + CrO42- = BaCrO4↓ Ks(BaCrO4) = 1,18∙10–10 Электродная реакция: К(-) Pb2+ + 2e- = Pb0 A(+) 2H2O - 4e- = O2 + 4H+ В амперометрии наряду с ртутным капающим электродом, используемым в области отрицательных потенциалов (процессы восстановления), широко применяется вращающийся платиновый микроэлектрод, позволяющий работать при достаточно больших положительных значениях потенциала (от -0, 2 до 1, 2 В) и исследовать процессы окисления.
Амперометрический метод анализа обладает рядом достоинств:
Преимущества амперометрического титрования
Области применения амперометрического титрованияАмперометрическое титрование применяют в анализе:
Литература
|