О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 67
Текст из файла (страница 67)
4.20), но аппаратурное оформ 292 рнс 4,25. Схема ампсромстрнчсской установки: ~ — источник напряжен реохора; 3 — вольтметр; 4 хгикргюмпермстр; у — алект химическая ячейка, 6 — як магнитной мешаакн; 7 — м бю к ление ее может быть существенно упрощено. Амперометрическая установка может быть собрана непосредственно на лабораторном столе из доступных и недорогих приборов. В комплект установки должны входить: источник постоянного тока (сухой элемент, аккумулятор), вольтметр постоянного тока, микроамперметр постоянного тока чувствительностью !О а — (О ч А/деление, потенциометр или магазин переменного сопротивления (примерно 1 кОм), магнитная мешалка (при использовании ртутного капающего рабочего электрода) или электромотор, вращающий твердый рабочий электрод, электрохимическая ячейка, включающая сосуд для титрования (это может быть химический стакан небольшой вместимости), микробюретка и система электродов.
Схема такого типа установки изображена на рис. 4.25. В установках с одним поляризованным электродом в качестве индикаторного электрода применяют ртутный капающий или твердый вращающийся микроэлектрод (Рц Ац, Т(, %, графит, углеситалл и др.). Ртутный капающий электрод пригоден для титрования по току электрохимического восстановления, так как его можно использовать в интервале потенциалов +0,2 —: — 4,8 В. Для регистрации токов анодного окисления в ходе тнтровання применяют твердые электроды, для которых рабочий интервал потенциалов сдвинут в область более положительных потенциалов. При вращении или вибрации такого электрода с постоянной скоростью уменьшается толщина диффузионного слоя, что приводит к возрастанию аналитического сигнала и, следовательно, к увеличению чувствительности.
Кроме того, перемешивание раствора— необходимая операция при любом титровании. Электродом сравнения служит хлоридсеребряный, каломельный электроды или слой ртути на дне электролизера. При титро- 293 ванин с двумя индикаторными электродами используют два оди наковых (реже из разного материала) поляризуемых электрода рабочая поверхность которых не регламентирована так строг~ как в полярографии, малыми размерами, например, могут бьггь использованы платиновые пластинки площадью около 1 смз, При амперометрическом титровании обычно пользуются мик . робюреткой, чтобы можно было пренебречь разбавлением рас твора в ходе титрования и не вносить соответствующие поправки в значение тока.
Вопросы и задачи 1. В чем состоит принцип амперометрического титрования? 2. Каковы достоинства и недостатки метода амперометрическо го титрования по сравнению с полярографическим определением и другими инструментальными методами титрования? 3. Чем обусловлен выбор рабочего электрода при амперометрическом титровании? 4. Каков принцип амперометрического титрования с двумя индикаторными электродами? 5.
От чего зависит форма кривой амперометрического титрования, как ее интерпретировать? 6. Как выбрать потенциал, при котором следует проводить амперометрическое титрование? 7. Какие типы химических реакций могут быть использованы при амперометрическом титровании? Ответ обоснуйте, используя справочные данные о константах равновесия соответствующих химических реакций. 8. Возможно ли дифференцированное амперометрическое титрование компонентов анализируемой смеси? Ответ обоснуйте. 9.
Предложите приемы, с помощью которых можно улучшить метрологические характеристики метода амперометрического титрования. 1О. Сплав, содержащий никель, растворили, раствор перенесли в мерную колбу вместимостью 100 мл и объем раствора довели до метки аммиачным буферным раствором. Перенесли 10 мл полученного раствора в электролизер и оттитровали спиртовым раствором лиметилглиоксима при потенциале ртутного капающего электрода -1,85 В. В этих условиях восстанавливается тетрааммиакат никеля и диметилглиоксим.
Какую форму имеет кривая титрования? Рассчитайте процентное содержание никеля в сплаве, если объем титранта, соответствующий точке эквивалентности, равен 2,1 мл, навеска сплава 1,5672 г. 11. Амперометрическое титрование раствора, содержащего ионы Са~~ н Еп~+, раствором Кд[Ге(С!Ч) Д проводили двумя способами: по току катодного восстановления цинка или по току анол- 294 ного окисления титранта. В первом случае ионы Сазэ при заданном потенциале в электрохимической реакции не участвуют; ПР „„, н> = 10 '~, ПР а гмсн = 1О ~.
Какую форму имеют кривые тнтрования? Можно ли по этим кривым определить содержание каждого из ионов в анализируемом растворе? 12. Предложите условия, при которых можно дифференцированно определить содержание Хпз+ и Соз+ в смеси методом амперометрического титрования раствором К41Ре(СХ)ь). ПРса 1„,.<сн, 1 = = 1О '~, ПРх„1гмсн> 1 — !О '~. Практические работы Методика амперометрического титрования включает следующие операции. 1. Готовят электроды к работе, для чего тщательно промывают твердые электроды раствором НХОз (1:1) и многократно дистиллированной водой; для ртутного капающего электрода устанавливают необходимую скорость капания ртути. 2. Собирают амперометрическую установку или, при использовании полярографа, подключают электроды к соответствуюшим клеммам, соблюдая полярность.
3. Заполняют микробюретку раствором титранта. 4. Вводят в сосуд для титрования анализируемый раствор и раствор фонового электролита, погружают электроды. 5. Устанавливают необходимые параметры режима работы: потенциал (с помощью потенциометра или реостата) и скорость вращения индикаторного электрода в пределах 200 — б00 об/мин. , При использовании ртутного капающего электрода или двух индикаторных электродов перемешивание осуществляют магнитной мешалкой. 6. Титрование проводят, прибавляя титрант порциями по 0,1 мл и регистрируя показания микроамперметра до тех пор, пока не произойдет резкое изменение показаний. Титрование повторяют несколько раз, добавляя титрант меньшими порциями вблизи точки эквивалентности.
7. По результатам титрования строят кривую в координатах ток — объем титранта, пошедшего на титрование", и по излому на кривой определяют объем титранта, соответствующий точке эквивалентности. Рассчитывают содержание определяемого вев1ества, учитывая разбавление раствора в мерной колбе перед тятрованием. Расчет проводят по одной из формул, используемых в титриметрии. 8.
Окончив титрование, амперометрическую установку демонт"руют: отключают источник тока, промывают электроды и бю- 295 ретку дистиллированной водой. Электрод сравнения помешают в стакан с насыщенным раствором КС1 (или другим электролитом которым заполнен электрод); твердые электроды хранят на воздухе, капилляр ртутного капающего электрода — в дистиллиро ванной воде. Для выбора потенциала перед началом титрования регистри руют вольтамперную кривую электрохимически активного соеди ненни, по току которого будет проведено титрование. С этой целью в сосуд для титрования помещают раствор этого вещества, вносят фоновый электролит, погружают электроды, устанавливают режим перемешивания.
Изменяя с помощью реостата напряжение Е, подаваемое на электроды, регистрируют соответствующее значение тока Е Измерение тока проводят после изменения потенциала на 100 мВ в интервале +0,2гь — 1,8 В для ртутного электрода и — 0,3 — 1,5 В для твердого электрода. Строят график зависимости 1 =2"(Е), выбирают потенциал, соответствующий площадке предельного диффузионного тока.
Обычно он на 100 — 300 мВ отличается от Е,~2. Работа 1. Определение ионов СФ~ и Уп~' Для титрования используют реакции осаждения: 5Со~~ + 4К4[Ре(СХ)а] — э КьСг(з[Ре(С1Ч)в]4~' + 1ОК ЗУп~~ + 2К4[Ре(СХ)ь] -+ КзХпз[Ре(С]М)в]з~, + 6К+ Ток электрохимического окисления титранта регистрируют с использованием вращающегося платинового электрода: [ге(С)ч)а]4 [ге(СХ) ]з + в В качестве вспомогательного электрода (катода) выбирают насыщенный каломельный электрод. Приборы и реактивы Амперометрическая установка любого типа. Платиновый вращающийся микроэлектрод. Насыщенный каломельный электрод. Мерная колба вместимостью 50 мл. Градуированная пипетка вместимостью 5 мл.
Мерный цилиндр вместимостью 50 мл. Микробюретка вместимостью 5 мл. Стаканы вместимостью 58 мл. Раствор сульфата калия, 0,5 М. Раствор гексацианоферрата(П) калия, 0,03 М. Анализируемый раствор сульфата кадмия (цинка), -10 з М. 296 Выполнение работы либор потенциала электрохимического окисления К4(ге< С%)е/. Очищают поверхность платинового электрода, погружая его в раствор НХОз (1:1), затем несколько раз промывают рабочую поверхность электрода дистиллированной водой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
