Презентація на тему:
Електрохімічні методи аналізу.

Електрохімічні методи аналізу. Класифікація електрохімічних методів аналізу. Потенціометричний метод аналізу. 3. Механізм виникнення електродних потенціалів. Рівняння Нернста. 4. Водневий електрод. Стандартні потенціали. 5.Типи електродів. 6. Вимірювання рН за допомогою скляного електрода. 7. Потенціометричне титрування.

Електрохімічні методи аналізу грунтуються на використанні залежності електричних параметрів: сили струму, напруги, рівноважних електродних потенціалів, електричної провідності, кількості електрики – від концентрації досліджуваної речовини в розчині. Електрохімічні методи аналізу поділяють на: кондуктометричні, потенціометричні, кулонометричні і вольтамперометричні.

Класифікація електрохімічних методів аналізу: кондуктометрія кулонометрія електрогравіметрія полярографія потенціометрія і потенціометричне титрування амперометричне титрування

Кондуктометрія В основу цього методу покладено залежність електричної провідності водних, змішаних та неводних розчинів електролітів від їх концентрації. Електрична провідність розчину виникає виникає в результаті дисоціації розчиненої речовини і міграції іонів під впливом зовнішнього джерела напруги і є величиною зворотньою до електричного опору L = 1/R L- електропровідність R - електричний опір, ом Одиниця виміру електропровідності – сименс (См): 1 См = 1ом-1

Кулонометрія В основу цього методу покладено вимірювання кількості електрики, витраченої на електродну реакцію. Оскільки кількість речовини, що виділяється при електролізі, прямо пропорційна кількості електрики, пропущеної через розчин,то вимірювання кількості електрики може бути мірою речовини, одержаної при електролізі. Якщо через розчин проходить заряд Q , то маса прореагованої речовини m буде дорівнювати: 1 A m = --- --- Q F n A – атомна маса n – кількість відданих чи приєднаних електронів F – число Фарадея 96500 к

Вольтамперометрія У вольтамперометричних методах використовуються процеси поляризації мікроелектрода, одержання поляризаційних (вольтамперних) кривих залежності сили струму від прикладеної напруги. Для одержання поляризаційних кривих складають коло з двох електродів, один з яких є робочим (індикаторним або поляризованим) електродом, а інший – неполяризованим електродом порівняння. Робочий електрод має малу поверхню, густина струму на ньому велика, тому він поляризується, його рівноважний потенціал постійно змінюється. Якщо в ролі робочого електрода використовується електрод з поверхнею, що постійно поновлюється. наприклад, ртутний краплинний електрод, то такий метод аналізу називається полярографічним. Полярографічний метод аналізу грунтується на електролізі досліджуваного розчину у приладі-полярографі з краплинним ртутним катодом при неперервно зростаючій напрузі

Потенціометричний метод аналізу Метод грунтується на вимірюванні електродного потенціалу і зміні величини його залежно від концентрації йона, що титрується. При зануренні металу у воду відбувається відрив іонів від кристалічної гратки під впливом полярних молекул розчинника. В результаті переходу катіонів металу в розчин метал набуває деякого негативного заряду за рахунок електронів, що на ньому залишилися. Прилеглий до металу шар води заряджається позитивно за рахунок катіонів металу. На межі розділення метал - вода утворюється подвійний електричний шар, що і називається електродним потенціалом. При зануренні металу в розчин його солі можливий процес переходу катіонів металу в розчин - тоді метал заряджається негативно.Також можливий перехід катіонів з розчину на метал - тоді метал заряджається позитивно.

Таким чином, кожному металу, зануреному у розчин своєї солі, відповідає той чи інший потенціал. Потенціали, що виникають на металах при зануренні у розчини власних солей, називаються електродними потенціалами. Такі металеві пластинки або дротини називаються електродами. При наявності системи двох електродів, що знаходяться відповідно у розчинах своїх солей, між ними виникає електрорушійна сила, що дорівнює різниці двох електродних потенціалів: Е = е+ - е-

Рівняння Нернста R Т е = е0 + ------- ln С Ме n+ nF e - електродний потенціал, В e0 - нормальний (стандартний) електродний потенціал,В R - універсальна газова стала, 8,31 Дж/ моль К T - абсолютна температура, К F - число Фарадея, 96500 к/моль n - число електронів, яке віддає атом металу, перетворюючись в іон C- концентрація іонів металу в розчині, моль/л

Стандартний водневий електрод Рt (Н2)/Н+ тиск - 101,3 кПа, Т = 298 К концентрація (активність) іонів Н+ - 1 моль/л електродна реакція: Н+ + е = 1/2 Н2