Потенциометрия: аппаратура и электроды. Классификация ион-селективных электродов. Индикаторные электроды

ПМА изучает зависимость ЭДС системы от активности потенциалопределяющих электродов. Метод разработан в 19 веке, в основе метода лежит уравнение Нернста для металлического электрода: Е=Еº+RT/nF×ln a

В потенциометрии используют пару электродов. Один эл-д, потенциал которого изменяется в зависимости от изменения концентрации определяемого иона – наз-ся индикаторным. Другой эл-д, потенциал которого измеряет потенциал индикаторного прибора – стандартный эл-д. В зависимости от системы, в одном случае эл-д может быть индикаторным, а в другой системе этот же эл-д м.б. стандартным. различают прямую и косвенную потенциометрию. Методом прямой потенциометрии измеряют потенциометрические системы. Методом косвенной пот-ии определяют концентрацию анализируемого в-ва по т.э.

Преимущества:

  1. более точное фиксирование т.э.
  2. позволяет объективно оценить т.э., проводить титрование в мутных расворах и сильно окрашенных
  3. позволяет отдельно определить компоненты в одной пробе
  4. метод м.б. автоматизирован

Недостатки:

  1. взаимодействие должно протекать строго стехеометрически в прямом направлении
  2. реакции должны протекать быстро
  3. должны быть сведены к минимуму побочные реакции

В тех случаях, когда условия не соблюдаются, необходимо изменить рН системы, температуру, выводить из зоны реакции примеси.

В потенциометрии по одной из классификаций различают металлические индикаторные электроды, которые делят на 2 группы:

  • эл-ды 1 рода – чувствительны по отношению к ионам при погружении в раствор, при этом на поверхности эл-да образуется окислительно-восстановительная ситема. К таким эл-дам относят: ртутные, серебряные, амольгамные(ртуть + металл), и водородный электроды.

2Н+ +2е => Н2

  • эл-ды 2 рода – чувствительны по отношению к анионам, которые образуют малорастворимые соединения с катионитами металлического эл-да. В ра-ре при этом устанавливается след. равновесие:

Аg+ +е=> Аgº

Потенциометрия: аппаратура и электроды. Классификация ион-селективных электродов. Индикаторные электроды - №1 - открытая онлайн библиотека АgCl <=> Аg+ + Cl‾

Потенциометрия: аппаратура и электроды. Классификация ион-селективных электродов. Индикаторные электроды - №2 - открытая онлайн библиотека АgCl <=> Аg+ + Cl‾

К этой группе относят металл оксидные эл-ды.

ПО ДР. КЛАССИФИКАЦИИ ИНДИКАТОРНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ВЫДЕЛЯБТ В ГРУППУ ИОННО-СЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, КОТОРЫЕ ДЕЛЯТ НА 4 ГРУППЫ:

  • электроды со стеклянной мембраной (стеклянные элктроды)
  • с жидкой мембраной
  • с твердой мембраной
  • с газочувствительной мембраной

Аппаратура

Используют потенциометры, в основе которых лежит компенсационная схема, разработанная Почендорфом в 1841г.

В потенциометрии используют стеклянный хингидронный эл-д в качестве индикаторного в методе нейтрализации, в др. методах эти электроды могут быть эл-дами сравнения, оптимальны интервал рН их работ равен от0 до8. Платиновые эл-ды – индикаторы в методе окисления-восстановления. Серебр. и хлорсеребр. – индикаторы в методе комплексообразования. Эл-дами сравнения м.б. каломельный эл-д и хлорсеребр. эл-д.

Основы хроматографического анализа. Качественнй и количественный анализ. Характеристики пиков. Индекс удерживания, разрешение пиков. Хроматографические характеристики. Коэффициенты емкости, распределения, разделения. Фронтальная и элюентная хроматография.

Х.М.А. предполагает разделение смеси на составляющие компоненты с помощью сорбционных процессов. В основу хим анализа положены 2 процесса:

  • термодинамический – установление равновесия между фазами
  • кинетический – движение компонентов с разной скоростью

Способы ХА классифицируются:

  • по агрегатному состоянию подвижных фаз – жидкостная, газо-жидкостная, газовая
  • по мех-му разделения – ионообменная, распределительная, осадочная
  • по способу проведения процесса – колоночная(планарная), бумажная

Приемы выполнения хроматографии.

Если компоненты неокрашены или необходимо определить содержание количественно используют способы фронтальной или элюентной хром-ии.

Суть фронт. хром-ии: колонку с сорбентом проиывают растворителем, затем через нее непрерывно пропускают раствор смеси в-в, на выходе из колонки собирают р-р(элюат). Т.о. первым из колонки выйдет наименее сорбируемый компонент (А), затем смесь этого компонента и в-ва с большей сорбируемостью (А+В) и т.д. Таким способом удается выделить в чистом виде лишь 1 компонент – наименее сорбируемый - этот метод используется для концентрирования в-ва или для выделения чистого компонента.

др. способ – элюентная хром-ия: колонку смачивают смесью разделяемых в-в, затем промывают ее растворителем. По мере прохождения элюента через колонку, разделяемые в-ва перемещаются с разной скоростью, зависящей от сродства к сорбенту. В рез-те на выходе из колонки появится наименее сорбируемое в-во, а затем будут появляться компоненты смеси в порядке возрастания их сорбируемости.

Характеристики ХМА

  • коэф-т емкости – показывает насколько сильно в-во А удерживается сорбентом

к = n(неподвиж)/n(подвиж), n – кол-во в-ва подвиж и неподвиж. фазе

  • коэф-т распределения – показывает установление равновесия в-ва А между неподв и подвиж фазами

Д = С(неподв) /С(подвиж), С – конц-я

  • коэф-т разделения

α = к(А) / к(В) или α = Д(А) / Д(В)

Хроматограмма-это набор пиков, определяющих концентрацию компонентов и их количества. Выход каждого в-ва на хроматограмме (его пик), хар-ся временем удерживания, шириной и высотой пика. Время удерживания – время выхода максимального пика. Однако, вначале на хроматограмме появл-ся пик растворителя (τ) – мертвое время, поэтому для точности идентификации исп-ют индекс удерживания или приведенное время удерживания

R = τ(m)/ τ(R)

Для оценки полноты разделения в-в вводится понятие разрешение пиков

R = (τ(R)² - τ(R)²) × 2 / μ² + μ³,

μ-ширина пика в-ва 2 и 3

Если ширина пиков одинаковая, то ур-е примет вид:

R = τ(R) / μ

Если разрешение пика < либо = 1, то пики разделены не полностью, если > 1,5, то то разрешение полное.

Качественный анализ

Проводят по идентификации времени удерживания или по идентификации относительного времени удерживания

τ(отн.) = τ(х) / τ(R),

τ(х) – время удержания исследуемого в-ва

τ(R) – время удерж-я стандартного в-ва

Количественный анализ

Проводят как и во всех ФХМА методом градуировочного графика, когда его строят в координатах для станд. в-ва: S(H) от С

Sпика = f(С)

Hпика = f(С)