Рысев А.П., Ловчиновский И.Ю. Практическое руководство по электрохимическим методам анализа, страница 3

19 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ОБСУЖДЕНИЮ ПО ТЕМЕ: ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ Полярогра4>ия. Основные понятия, лежащие в основе классической полярографии. Условия получения полярограммы. Полярограмма и ее основные параметры (потенциал полуволны, остаточный ток, предельный ток). Факторы, влияющие на величину предельного тока. Уравнение Ильковича. Выбор фона и его функциональное назначение. Количественные определения по способу стандартов и стандартных добавок. Возможности и ограничения классической полярографии. Дмперометрическое татрование. Аналитический сигнал.

Особенности амперометрического титрования по сравнению с кпассическим титрованием. Преимущества амперометрического титрования. Выбор условий амперометрического титрования (выбор реакции, материала электрода, потенциала электрода). Виды кривых титрования. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПО ПОЛЯРОГРАФИИ 1. В полярографии используют ртутные капающие электроды и электроды сравнения с большой поверхностью ртути.

Кроме того, в процессе работы ртуть накапливается в электрохимической ячейке. Необходимо помнить, что пары ртути являются опасными для организма. Однако, при тщательном выполнении правил работы, возможность заражения воздуха лаборатории сводится к минимуму. 20 г. Запрещается: — оставлять ртутный капающий электрод на воздухе и открытую поверхность ртути в ячейке (всегда должен быть слой жидкости - воды или раствора); - сливать растворы из стакана под ячейкой в раковину. 3. По окончании работы следует опустить напорный резервуар со ртутью, промыть электроды и ячейку дистиллированной водой, заполнить дистиллированной водой ячейку. При обнаружении капель ртути на поддоне или разлитии ртути немедленно сообщить об этом преподавателю и лаборанту. ПОЛЯРОГРАФЫ ОН-102 И ОН-105 Полярограф ОН-102 предназначен для определения неорганических и органических веществ с использованием классической вольтамперометрии (полярографии); позволяет регистрировать интегральные и дифференциальные вольтамперограммы (пол ярограммы).

Все части полярографа смонтированы в одном корпусе, включая блоки измерения, питания и регистрации. Полярограф питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Основные органы управления полярографом расположены на передней панели (рис.1). Порядок работы: 1. Убеждаются в правильности подключения полярографической ячейки к полярографу. Включают тумблер сети (17) и дают полярографу выйти на рабочий режим в течении 20-25 мин. Заполняют перо 21 самописца специальными чернилами и помещают его в держатель.

2. Проверяют и при необходимости устанавливают оптимальный интервал потенциалов, используя переключатели (13) и (14). Этот интервал определяют предварительно, исходя из табличных значений потенциалов полуволн и свойств электрода в данном фоновом электролите. Так, для определения веществ на ртутном капающем электроде с потенциалами полуволн от -0,2 до -1,5 В пригоден диапазон потенциалов от 0 до -2 В.

В данном случае переключатель (13) должен находиться в положении "0", а переключатель (14) в положении "2". Переключатель режима работ (15) ставят в положение, соответствующее записи интегральных полярограмм ("поппаГ). Демпфер устанавливают в положение "3" или "4". Ручкой потенциометра (10) задают начальное значение потенциала для записи полярограмм, учитывая, что он должен быть на 0,2-0,3 В положительнее потенциала полу- волны полярографируемого соединения. 3.

Подбирают оптимальную чувствительность полярографа. Для этого полярографическую ячейку ополаскивают 2-3 раза наиболее концентрированным из приготовленных стандартных растворов и заполняют ее этим раствором. Поднимают резервуар со ртутью и закрепляют его прочно на штативе. Высота подъема резервуара должна соответствовать периоду капания ртути из капилляра в пределах 2-8 секунд. Подбор чувствительности проводят визуально. Ручкой установки начала координат (16) перо перемещают на 15-20 делений левее начала координат. Вручную перемещают ручку потенциометра (10) от потенциала, соответствующего началу записи поля- рограмм, до потенциала, отвечающего области предельного тока (на 0,2-0,3 В отрицательнее потенциала полуволны).

При оптимально подобранной чувствительности перо самописца должно сместиться по шкале от начала координат до значений, соответствующих около 2!3 шкалы. Необходимую чувствительность подбирают регулятором (25). ВСЕ ВЫШЕОПИСАННЫЕ РАБОТЫ ПО ПП. 2 И 3 ВЫПОЛНЯЮТСЯ ЛАБОРАНТОМ ИЛИ СТУДЕНТОМ ПОД НАБЛЮДЕНИЕМ ПРЕПОДАВА ТЕЛЯ.

4. Регистрируют полярограмму. Для этого устанавливают вновь начальное значение потенциала. Опускают рычагом (5) перо на диаграммную ленту. После прекращения движения пера устанавливают переключатель (8) в нижнее положение (сцепление с двигателем), а переключатель двигателя (7) - в верхнее. Наблюдают линейное изменение подаваемого на ячейку напряжения по шкале (9) и синхронное перемещение диаграммной ленты. Заканчивают регистрировать полярограмму, когда будет получена кривая, пригодная для обработки.

Поднимают рычагом (5) перо, переводят переключатели (7) и (8) в исходное положение, ручкой потенциометра (10) устанавливают начальное положение потенциала. Перо самописца возвращается в исходное положение. Смещают начало записи следующей полярограммы относительно предыдущей, перемещая диаграммную ленту на 10-15 мм вращением фланца (2) вручную, и по оси токов на 2-3 мм ручкой потенциометра (16). Регистрацию полярограмм проводят необходимое число раз. Рис. 1. Схема передней панели полярографа ОН-102: 1- нож для обрезки ленты; 2- фланец барабана„З- шкала токов; 4- держатель пера; 5- ручка подъема пера; 6- редуктор; 7- переключатель двигателя; 8- рычаг сцепления потенциометра; 9- шкала потенциометра; 10- потенциометр; 11- компенсатор конденсаторного тока; 12- демпфер; 13- ручка установки начального потенциала; 14- переключатель диапазона потенциалов; 15- переключатель режима работы; 16- ручка установки начала координат; 17- тумблер сети; 18,19,20- разъемы для подключения соответственно 24 Краткая инструкция по работе на 0МЧЕКЗА( РО( АЙООКАРН ОН-105 Примечание Кнопка йв Название РОТ.

Развертка потенциала. Для аботы - нажать. СНАВТ Включение протяжки ленты. ля аботы - нажать. Включение записи поляро- г аммы. ЕОВУУ. ВАСКУУ. Кноп не включать РОТ. ВЕЗЕТ Возврат потенциала в исходное состояние (-0,4 В) после нажатия кнопки 6. Остановка развертки потен- циала (после достижения площадки предельного тока необходимо ее нажать . ВТОР Ручка установки пера самописца на н левое значение.

2ЕВО Выбор скорости движения б маги нажать. ЗРЕЕО ОК!ЧЕ ртутного капающего электрода, электрода сравнения и дополнительного электрода; 21- регулятор чувствительности (грубо); 22,23,24- разъемы для подключения внешнего измерительного прибора; 25- регулятор чувствительности (точно); 26- компенсатор диффузионного тока (точно); 27- компенсатор диФФузионного тока (грубо).

РАБОТА Ио 4. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАДМИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПО МЕТОДУ ГРАДУИРОВОЧНОГО ГРАФИКА Ионы кадмия легко восстанавливаются на ртутном капающем электроде в нейтральных, щелочных и кислых растворах. Поэтому полярографический метод получил широкое применение для определения кадмия в различных объектах.

При использовании полярографии постоянного тока на фоне хлоридов и сульфатов щелочных металлов кадмий образует волну, не искаженную максимумами, так как потенциал его полуволны в этих растворах (Е12 = -0,65 В) близок к нулевому потенциалу (потенциалу нулевого заряда). Восстановление ионов кадмия происходит обратимо, прямая зависимость между высотой волны и концентрацией кадмия наблюдается в широких пределах. Следует иметь в виду, что при снятии полярограмм стандартных растворов необходимо соблюдать следующие условия: все полярограммы должны быть получены при постоянной высоте столба ртути, одной и той же чувствительности прибора и температуре, а также с одним и тем же капилляром.

Однако при анализе проб сложного состава даже при соблюдении приведенных выше условий метод градуировочного графика (и стандартных растворов) не гарантирует отсутствия систематических погрешностей, так как в этом случае не учитывается влияние посторонних компонентов на высоту волны определяемого вещества. Для анализа сложных по составу объектов (руд, 26 сплавов, сбросных вод, почв и др.) необходимо ис- пользовать метод стандартных добавок.

ПРИБОРЫ И РЕАКТИВЫ Полярограф постоянного тока ОН-102 или ОН-105. Рабочий электрод - ртутный капающий. Электрод сравнения — ртуть на дне ячейки. Мерные колбы вместимостью 50 мл. Микробюретка на 5,00 мл. Стандартный раствор соли кадмия. Хлорид калия, 0,1 М раствор — фоновый электролит. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ 1. В мерные колбы вместимостью 50 мл помещают 1,00; 2,00; 3,00 и 4,00 мл стандартного раствора соли кадмия (концентрацией 2,81 мгlмл), доводят до метки фоновым электролитом. Исследуемый раствор переносят количественно в мерную колбу вместимостью 50 мл, также доводят до метки фоновым электролитом.

Все растворы тщательно перемешивают. 2. Подготавливают полярограф к работе, как указано в описании к нему. 3. Полярографируют растворы, как указано выше, начиная с наиболее концентрированного стандартного раствора. Записывают не менее двух полярограмм для каждого раствора. Затем записывают не менее двух полярограмм контрольного раствора. 4. Измеряют высоты волн и строят градуировочный график в координатах высота волны (мм)— концентрация кадмия (мг~мл). Для построения графика рекомендуется воспользоваться методом наименьших квадратов.