О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Наливают в ячейку необходимые растворы и опускают якорь магнитной мешалки. Закрывают ячейку крышкой с закрепленными в ней электродами (генераторным и индикаторнымИ) и устанавливают ячейку в центр столика магнитной мешалки. 3.
Вставляют в ячейку через отверстие в крышке электролитический ключ, второй конец которого опускают в стаканчик с раствором индифферентного электролита, где находится вспомога тельнызг электрод. Рис. 4.34. Схема индикационной цепи при амперометрическом определении конечной точки титрования с двумя поляриэованными электродами; 1 — источник постоянного тока (гальванический элементк 2 — реостат; 3 — милливМьтметр, 4 — микроамперметр, 5 — индикаторнме электроды 321 4.
Подают на индикаторные 5 электролы поляризуюшее напряжение (гхЕ) от источника 2 постоянного тока (сухая батарея), замкнув индикационную цепь (рис. 4.34). Нужное значение гхЕ устанавливают с помо- хг щью реостата, контролируя его А 4 по милливольтметру, 5. Одновременно с замыканием цепи электролиза включают секундомер. По микро- амперметру фиксируют величину тока электролиза. 6. Через каждые 30 с записывают показания микроамперметра. Вблизи точки эквивалентности наблюдается резкое возрастание тока в индикационной цепи. Записывают еще три — четыре показания, размыкают цепь электролиза и выключают мешалку.
7 — 9. См. указания, приведенные выше в соответствующих пунктах. 1О. Строят кривую кулонометрического титрования в координатах "ток в индикационной цепи (мкА) — время электролиза (с)". Точка перегиба на кривой соответствует конечной точке т)чтрования. Установка для кулоиометрического анализа с контролируемым потенциалом.
В кулонометрии с контролируемым потенциалом лля поддержания постоянного потенциала рабочего электрода могут быть использованы потенциостаты или хроноамперометрическая система. Основной функцией потенциостата при анализе веществ является поддержание потенциала рабочего электрода на заданном уровне.
Установка для кулонометрических определений с контролиРуемым потенциалом состоит из ячейки, потенциостата и кулонометра. Кулонометрическая ячейка обычно трехэлектродная. Олин электрод — рабочий, потенциал которого поддерживается постоянным. Второй электрод — вспомогательный, который в паРе с рабочим замыкает цепь электролиза.
Третий — электрод сравнения, относительно которого контролируется потенциал рабоче"о электрода. Все электроды находятся в отдельных камерах ячейки, которые контактируют между собой либо стеклянными пористыми перегородками, либо через солевые мостики. Мате риалом рабочего электрода может служить платина, графит ртуть, иногда золото, серебро и др. Вспомогательные электроды обычно платиновые, стальные или графитовые. Вопросы и задачи 1. В чем отличие прямой кулонометрии от косвенной кулоно метрии, кулонометрии с контролируемым потенциалом и с контролируемым током? 2. Сформулируйте необходимое условие использования элек трохимической реакции в кулонометрии. 3.
Почему при проведении кулонометрических определений должны отсутствовать побочные реакции? 4. Что представляют собой кривые "ток — потенциал" и какую информацию они содержат? 5. Что такое предельный ток, от чего зависит его величина? б. Как выбирают потенциал рабочего электрода в кулонометрии с контролируемым потенциалом? 7. Каким образом обеспечивается 100%-ная эффективность тока в кулонометрии с контролируемым потенциалом? 8. Можно ли выбрать потенциал рабочего электрода вне площадки предельного тока? Ответ поясните. 9.
По какому закону изменяется ток электролиза, если потенциал рабочего электрода выбран на площадке предельного тока? Для этого условия запишите математическое выражение для тока электролиза в любой момент времени. !О. Как влияет площадь рабочего электрода, скорость перемешивания, температура и объем раствора на процесс электролиза при контролируемом потенциале? 11.
Как свести к минимуму время, необходимое для завершения электролиза при контролируемом потенциале? 12. По какой формуле рассчитывают общее количество электричества, затраченное на электропревращение определяемого вещества в потенциостатической кулонометрии? 13. Как можно проинтегрировать кривую "ток — время" при расчете количества электричества, затраченного на электропреврашение вещества? 14. Рассчитайте, какое количество К4[Ге(С?ч)ь1 содержится в растворе, если при его анализе методом кулонометрии с контролируемым потенциалом с использованием медного кулонометра привес медного катода составил 0,021 г? !5. При кулонометрическом определении Соз~ из навески 1,2 г' сплава в серебряном кулонометре выделилось 0,050 г серебра.
Рассчитайте процентное содержание кобальта в пробе. 322 16. Пзои кулонометрическом анализе раствора, содержащего ионы Сд + и Еп~+, за время электролиза получено 0,382 г осадка металлов. За то же время в серебряном кулонометое вьшелилось 0,931 г серебра. Определите содержание Сбз~ и Хп + в растворе. 17. При кулонометрическом определении Сиз~ с контролируемым потенциалом затрачено 73 Кл электричества. Рассчитайте содержание меди в растворе. Сколько и какого газа выделится при этом на вспомогательном электроде? 18. При постоянном потенциале 100 мл раствора Мп804 окисляется до КМп04. Определите концентрацию полученного раствора, если в процессе электролиза в кулонометре выделилось 0,340 дм Нз.
19. Рассчитайте количество НС! в растворе, если известно, что при анализе его методом кулонометрии с контролируемым потенциалом при использовании кулонометра с иодидом калия концентрация К! уменьшилась с 1,5 до 0,25 н. 20. При кулонометрическом определении с контролируемым потенциалом тиомочевины (М = 76,12) получили график зависимости "ток — время", затем способом Мак-Невина и Бейкера по графику "логарифм тока — время" нашли, что ток электролиза в начальный момент времени равен 7,5 мА, а коэффициент (г'= 1,66 10 з. Рассчитайте количество тиомочевины в анализируемом растворе.
21. Какова роль вспомогательного реагента в кулонометрическом титровании и каким требованиям он должен удовлетворять? 22. Как достигается !00%-ная эффективность тока (100-ный выход по току) в кулонометрическом титровании? 23. Как выбирают величину тока электролиза при кулонометрическом титровании? 24. Как можно кулонометрически определить электронеактивные вещества? Напишите уравнения реакций, которые протекают при этом на генераторном электроде. 25. Какие электрохимические и химические реакции протекают при кулонометрическом титровании восстановителей? Приведите примеры. 26.
Как можно определить Гезэ кулонометрическим титрованием? Предложите вспомогательный реагент. Какие при этом протекают реакции (химическая и электрохимическая)? Какие методы индикации конечной точки титрования можно применить в данном случае? Изобразите кривые титрования, получаемые при потенциометрической и амперометрической индикации конечной точки титрования. 27. Какие электрохимические и химические реакции протекают при кулонометрическом титровании окислителей? Приведите примеры. 28. Какие химические и электрохимические реакции протекают при кулонометрическом титровании кислот и оснований. 323 Изобразите кривую титрования при потенциометрической инд, кации конечной точки титрования.
Какой индикаторный эле» трод при этом используют? 29. Напишите уравнения химических и электрохимических ре акций, протекающих при кулонометрическом титровании фенола с КВг в качестве вспомогательного реагента. 30. Напишите уравнения реакций, осуществляемых при куло нометрическом титровании Хп~+ с использованием Кз[Ге(СХ)а] в качестве вспомогательного реагента. 31. Напишите уравнения реакций, протекающих при кулоно метрическом титровании Са~~ с использованием в качестве вспо могательного реагента комплексоната ртути (П) в аммиачном бу ферном растворе. 32. Продолжительность кулонометрического титрования рас твора НС! при токе 4 мА равна 12 мин.
Какую величину тока надо установить, чтобы сократить время электролиза до 2 мин? 33. Сколько (в мг) пиридина содержится в пробе, если кулонометрическое титрование его генерированными ионами Н+ при токе !0 мА занимает 8,5 мин? 34. Кулонометрическое титрование раствора КзСгзОт генерированным Гез+ при силе тока 5 мА занимает 5 мин. Рассчитайте содержание хрома в растворе. 35.
Какой величины должен быть ток электролиза, чтобы на кулонометрическое титрование 2,92 мг ХаЧОз генерированным Гез+ затрачивалось 7 мин? 36. Титрование 0,235 мг тиогликолевой кислоты НВСНзСООН (М = 92,12) генерированным бромом при токе 5 мА занимает 300 с. Определите, сколько электронов участвует в окислении молекулы кислоты. Сколько времени (в секундах) потребуется для титрования той же навески тиогликолевой кислоты при том же токе генерированным иодом? Окисление данной кислоты иодом — одноэлектронный процесс.
37. Для определения содержания сероводорода в воде в пробу воды 30 мл ввели 2 г К! и титровали кулонометрически при токе 7 мА. Появление синей окраски индикатора крахмала фиксировали чеРез 5,25 мин. Рассчитайте концентРацию НтЬ (в мг/л) в пробе. 38. В раствор гидроксихинолина (М = 145,16) добавили 0,5 М раствор КВг. Кулонометрическое титрование полученного раствора при токе 10 мА занимает 7 мин 20 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
