Реферат: Факторы, влияющие на результаты полярографических измерений (максимумы первого и второго рода, восстановление кислородом). Усовершенствованные полярографические методы, амперометрическое титрование, инверсионная вольтамперометрия - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Факторы, влияющие на результаты полярографических измерений (максимумы первого и второго рода, восстановление кислородом). Усовершенствованные полярографические методы, амперометрическое титрование, инверсионная вольтамперометрия

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 196 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

13 Факторы , влияющие на результаты полярографических измер е ний (максимумы первого и второго рода , восстановление кислородом ) Усове р шенствованные полярографические методы, амперомет рическое титрование , инверсионная вольтамперометрия Результаты полярографических измерений иногда искажаются появл е нием так называемых полярографических максимумов , т.е . резким (в н е сколько десятков раз ) превышением тока на отдельных участках вольтампе р ны х кр и вых над предельным диффузионным током . Существует ряд причин возни к новения этих максимумов . Полярографические максимумы первого рода ( рис .2.14.1) возникают в разбавленных растворах и вызываются нера в номерным распределением потенциала вдоль электрода , (капли ртути ). Это прив о дит к различию значений избыточной поверхн о стной энергии на разных участках поверхности и о т сюда к тангенциальным движениям жидкой повер х ности ртути : сокращению участков с высокой изб ы точной энергией за счет расширения участков с ни з кой. Ри с. 1. Полярогр а фические максимумы I рода (1) и II рода (2). В результате этих дв и жений резко увеличивается конвективная диффузия ре а гентов к поверхности . Эти максимумы образуются только на некотором удал е нии от поте нциала нулевого заряда и обычно имеют вид узких высоких пиков тока . Максимумы второго рода , наоборот , наблюдаются чаще в концентр и рованных растворах . Они охватывают более широкую область потенциалов , но меньше по высоте . Максимальная высота достигается вб лизи точки нул е вого заряда . Причина их возникновения - тангенциальные движения поверхности рту т ной капли , вызванные вытеканием ртути из капилляра ( рис. 2): ртуть движется вниз по вну т реннему объему капли и потом по д нимается вдоль ее поверхности . П о лярогра фические максимумы обоих родов могут быть устранены путем добавления поверхностно-активных органических веществ . Изменение а д сорбции этих веществ , возникающее при тангенциальных движениях п о верхности , оказывает резко тормоз я щее действие на эти движения . К т а ким веществам относятся агар-агар , желатин , столярный клей и др . Кроме того , максимумы первого рода устр а няются применением достаточно концентрированных фонов. Ри с. 3 . Схема дви ж е ния р тути в ртутной капле . Наличие в растворе кислорода искажает полярограммы , так как он во с ст а навливается на катоде и дает две полярографические волны . Одна волна (от 0,15 до 0,2 В ) соответствует восстановлению кислорода до пероксида водорода , а другая (от - 1,7 до - 1,3 В ) - восстановлению перо к сида водорода до воды или группы ОН- . Кислород удаляют из испытуемого ра с твора пропусканием через него в течение 10 ... 20 минут инертного газа (Ar, N2, He ) или введением в раствор со щелочной или нейтральной средой с ульфита натрия до 1г . Восстановление О 2 и окисление сульфита до сульф а та происходит в течение 2 ... 5 минут . Полярография с РКЭ характеризуется рядом достоинств : 1 ) чистота электрода вследствие постоянного обновления электрода в пр о цессе капания ртути ; 2 ) процессу анализа на РКЭ , по сравнению с платиновым электродом , практически не мешает восстановление ионов водорода ; 3 ) возможность анализа растворов с малой концентрацией исследу е мых веществ приблизительно (1 ... 5) 10-5 моль /л и из пробы объемом до 1 мл ; 4 ) классической полярографией можно обнаружить менее 0,01 мг и с следуемого вещества с погрешностью я 2 %. Основными недостатками классической полярографии являются : 1 ) невозможность использования для анализа веществ , которые по д вергаются только окислению, а не восстановлению , т.е . при потенциалах п о лож и тельнее равновесного потенциала ртути в данном растворе ( я 0,2 В ); 2 ) невозможность резкого увеличения чувствительности из-за иск а жающ е го влияния тока заряжения РКЭ ; 3 ) токсичность и неудобство в работе (н апример , в полевых условиях ); 4 ) относительно большое время измерения (от 3 до 10 мин для одной пр о бы раствора ). Налаживание производств новых видов сверхчистых материалов , а также возрастающая острота экологических проблем потребовали разработки более ч увствительных методов анализа , позволяющих обнаружить различные пр и меси с концентрацией 10-8 моль /л . Для уменьшения влияния тока заряжения в современных полярографах предусмотрены электрические схемы для автоматической его компенсации и для непосредственн ой записи фарадеевского тока . Однако точность такой компенсации ограничена , особенно при малых концентрациях реагирующего вещества . Р ис. 4. Инт е гральная (1) и дифф е ренциальная (2) пол я р ограммы . В дифференциальной п о лярографии чувствительность и селективность классической полярографии можно повысить , если регистрировать завис и мость от потенциала не тока , а его производной от потенциала ( dI/dE ). В этом случае вместо полярографической волн ы п о лучают кривую с максимумом (рис .2.14.3). Потенциал макс и мума соответствует поте н циалу полуволны обычной поляр о граммы , а высота макс и мума пропорциональна конце н трации исследуемого вещества . Сигнал , пропорциональный произво д ной тока от потенциала , форм и р уется в полярографе с пом о щью сравнительно пр о стой электрической схемы . Для увеличения отношения полного сигнала (фарадеевский ток ) к фону (ток заряжения ) можно воспользоваться разной временной зависим о стью фарадеевского тока I ф и тока заряжения I з при рос те ртутной капли . Установлено , что I ф растет во времени пропорционально t 1/6, а ток заряж е ния падает пропорционально t -1/3 . Таким образом , при отрыве капли соо т ношение I ф к I з максимально и условия измерения наиболее благоприятны . В методе так называемой т аст-полярографии (от нем . tasten - зондировать ) и з мерения тока проводят не непосредственно во время “ жизни “ капли , а тол ь ко в течение короткого времени - 5 ... 20 мс - перед отрывом капли . Этим сп о собом удается чувствительность метода увеличить на порядок , т.е . до (1 ... 5) 10-6 моль /л . Амперометрическое титрование - это метод анализа , возникший на о с нове классической полярографии . В нем предельный диффузионный ток и с пользуют для нахождения точки эквивалентности при проведении титров а ния . Амперометрическое титрование возможно только при условии электр о акти в ности (способности разряжаться на электроде ) определяемого вещества или вещества титранта или хотя бы одного продукта их реакции . Для пров е дения амперометрического титрования аликвотную часть анализируемог о раствора помещают в электролизер . В раствор опускают РКЭ или твердый (чаще всего платиновый ) микроэлектрод и электрод сравнения . На электроды подают напряжение , отвечающее области предельного тока электроактивн о го вещес т ва , и проводят титрование . После д обавления из бюретки каждой отдельной порции титранта отмечают силу тока . Пусть электроактивным является определяемое вещество , например , Pb2+, тогда добавление титранта (H2SO4 ), реагирующего с ним , будет уменьшать концентрацию определяемого вещества в ра створе , в соответс т вии с этим б у дет уменьшаться и предельный диффузионный ток . Р и с . 5 . Схема получения кривой амперометрического титрования (б ) электроактивного определяемого вещества п о его полярограммам (а ) при концентрациях . Поскольку предельный диффузионный ток , согласно уравнению I д = К я С , пропорционален концентрации , то амперометрич еские кр и вые титрования , построенные в координатах I д - V , являются линейными ( рис .2.14.4). По ним графически находят объем титранта в точке эквивален т ности ( V экв ). Значение напряжения , при котором следует проводить титрование , пре д варительно устанавливаю т по полярограммам анализируемого раствора , ти т ранта или раствора продуктов реакции . Если электроактивным является вещество титранта , то ток останется практически равным нулю , пока не будет достигнута конечная точка титр о вания и не появится в растворе изб ыток титранта . Начиная с этого момента , ток будет расти . Такую кривую титрования можно получить , напри - мер , при ти т ровании ионов цинка раствором K4 [ Fe(CN ) 6 ], окисляющегося на платин о вом электроде ( рис . 6, а ). Титрование возможно , если электроактивен о бразующийся продукт р е акции определяемого вещества и титранта . Кривая титрования тогда имеет вид , изображенный на рис. 6 , б . Р и с. 6 . Кривые амперометр и ческого титро вания при электр о активном титранте (а ) или про дукта реакции титрования (б ). Для ампер о метрического ти т рования пригодны реакции компле к сообразования , оса ждения , а та к же редокс и реа кции . Конце н трация титруемого раствора обычно порядка 10-3 моль /л . Опред е лять мо жно не только неорган и ческие , но и орг а нические вещества (например , фен о лы ). Метод знач и тельно проще , экс пресснее и доступнее полярографии и вольтам перометрии . Инверсионная в ольтамперометрия (вольтамперометрия с накоплением ) - это метод , отличающийся от других не формой используемого импульса , а принципом проведения анализа . Исследуемое вещество сначала частично или полностью осаждают электрохимическим путем из пробы раствора на инертный электрод-подложку (стадия накопления , концентрирования ). Чаще всего этот метод применяют для катионов металлов , которые катодно оса ж дают на стационарном (не капающем !) ртутном электроде или на платин о вых , золотых , графитовых и т.д . твердых инди фферентных электродах . На второй стадии , после извлечения ионов из раствора , электрод с пленкой ос а жденного металла подвергают анодной поляризации с линейно изменя ю щимся (с постоянной скоростью ) потенциалом . При превышении в ходе поляризации равновесного значения поте н циала , отвечающего определяемому металлу , он начинает растворяться , пр и чем тем активнее , чем больше поляризующее напряжение . Соответственно с этим растет регистрируемый самописцем-потенциометром ток растворения . В ы ходная кривая (вольтамперогр амма ) данного метода имеет вид кривой с максимумом , отвечающим окончанию растворения концентрата и выходу фро н та растворения на поверхность индифферентного электрода ( рис .2.14.6). Положение и высота максимумов тока на вольтамперограмме характ е ризуют как природу , так и общее количество (концентрацию ) исследуемого вещества . В присутствии нескольких определяемых веществ в специально подобранных условиях (фоновый электролит , потенциал накопления и т.д .) на кривой можно получить несколько максимумов тока , отвечающих кажд о му веществу . Данный метод чрезвычайно чувствителен - в отдельных случ а ях могут быть обнаружены примеси металлов с концентрацией 10-9 моль /л и даже ниже . Необходимо иметь в виду , что при очень малых концентрациях для полного осаждения ионов из раствора требуется значительное время н а копления - иногда до одного часа , но этот недостаток нивелируется прост о той применяемого оборудования . Для определения неизвестной концентр а ции применяют в основном метод стандартной серии или метод добавок . Электрогравиметрия (ЭГМ ) является разно видностью гравиметрии . Особенность ЭГМ заключается в осаждении определяемого элемента путем электролиза на предварительно взвешенном электроде . О массе элемента в растворе судят по увеличению массы электрода после электролиза . ЭГМ применяют для определени я металлов из растворов , в которых они присутствуют в виде ионов . При электролизе катионы перемещаются к катоду , выделяясь на нем в виде металлов . Только очень немногие металлы осаждаются на аноде . К ним относятся , например , Mn и Pb, окисляющиеся в процес се электролиза до MnO2 и PbO2 . ЭГМ применяют для определения металлов , дающих плотные осадки на электроде , не осыпающиеся при промывании , высушивании и взвешив а нии . Кроме того , ЭГМ применяют только в тех случаях , когда осаждение о п ределяемого металла не с опровождается соосаждением других м е таллов или примесей . Электроды , применяемые в ЭГМ , должны отвечать следующим треб о ваниям : 1 ) быть химически инертными ; 2 ) хорошо удерживать образующиеся осадки ; 3 ) иметь возможно меньшую массу и возможно большую пове рхность ; 4 ) не препятствовать перемешиванию раствора . Всем этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют плат и новые сетчатые электроды . Анодом , в большинстве случаев , служит плат и новая проволока , согнутая в спираль . Для проведения ЭГМ два платинов ых электрода погружают в стакан с ан а лизируемым раствором , подсоединяют электроды к внешнему источнику тока и проводят электролиз . При прохождении тока через раствор электрол и та происходят процессы восстановления и окисления соответствующих в е ществ на элек тродах . Связь между количествами веществ , участвующих в эле к тродных процессах , и количеством электричества Q ( Q = I я t ) через цепь за время электролиза t при токе I устанавливается двумя законами Фарадея : 1 ) масса вещества , выделившаяся при электролизе , пр опорциональна количеству электричества , прошедшего через раствор ; 2 ) при прохождении через раствор одного и того же количества эле к тричества на электродах выделяется одно и то же количество вещества экв и валента . Математически оба закона можно представить формулой , где m(X ) - масса вещества X , выделившегося при электролизе ; M(1/z X ) и M(X ) - молярная масса эквивалента и молярная масса вещ е ства X , соответстве нно ; z - число эквивалентности ; F - число Фарадея , равное количеству электричества (96500 Кл ), кот о рое требуется для выделения 1 моль эквивалентов вещества . Формула позволяет решать различные задачи , связанные с электрол и зом . Например , вычислить продолж ительность при заданной силе тока для выд е ления определенной массы вещества . На практике электролиз требует больше времени , чем это следует из формулы . Это связано с побочными р е акциями , обычно сопровождающими главные . Поэтому КПД тока , иначе н а зыва е мый вы ходом по току, почти всегда ниже 100% . Выход по току я может быть определен как отношения массы вещес т ва m , реально полученного при электролизе , к массе вещества , которая могла бы получиться в соответствии с законом Фарадея m 0 , если бы количество эле к трич ества не расходовалось на побочные процессы : . При прохождении через раствор электрического тока на электродах выд е ляются продукты электролиза , что приводит к возникновению в системе ЭДС обратной внешней ЭДС источника тока . Это явление называется эле к трохимической поляризацией , а возникающая обратная ЭДС - ЭДС поляр и зации . Ее можно заметно уменьшить , прибавляя так называемые деполяриз а торы, т.е . вещества , раз режающиеся прежде , чем ионы , которые разрежались бы в их отсутствие . Таким образом , чтобы электролиз мог происходить , необходимо пр и ложить к электродам напряжение , превышающее ЭДС поляризации . На и меньшее напряжение , которое необходимо приложить к электрод ам для того , чт о бы вызвать непрерывный электролиз данного электролита , называется его напряжением разложения Ер . Ер должно быть больше ЭДС гальванического элемента Е (Е = Еа - Ек ) на величину перенапряжения Ер = Е + я = (Еа + я a ) - (Ек - я k ), где Еа и Ек - равновесные потенциалы анода и катода , а я а и я к - перенапряжения на аноде и катоде . Величина перенапряжения зависит от : 1 ) плотности тока j = I/S (где S - площадь поверхности электрода ). Чем больше j , тем больше я ; 2 ) состояния поверхности электрода : н а гладком электроде я больше , чем на шершавом , так как при одинаковой силе тока приходящаяся на ед и ницу поверхности плотность тока больше ; 3 ) температуры : повышение температуры уменьшает я ; 4 ) природы электрода и различных примесей в растворе . При элект ролизе нужно учитывать силу тока в цепи . Чем больше I , тем больше j и тем больше в единицу времени на поверхности электрода выд е лится определяемого металла . Следовательно , тем быстрее закончится эле к тролиз и анализ в целом . Однако при слишком большой j ос адок получается рыхлым (губчатым ), непрочно связанным с электродом . Причина этого в том , что при слишком большой j скорость разрядки ионов определяемого металла становится бол ь ше скорости их подвода к электроду . Поэтому раствор около катода начинает настол ько обедняться ионами , что на катоде начинает восстанавливаться в о дород , пузырьки которого разрыхляют осадок . Введение комплексообразу ю щих компонентов предотвращает выделение водорода и способствует пол у чению прочных однородных осадков металлов . Многие ме таллы , например Zn, Sn, Pb, при низких плотностях тока в ы деляются в виде непрочного слоя . Предполагается , что причина этого - пр и сутствие в электролите растворенного кислорода и примесей окислителя . Условия электролиза должны быть выбраны так , чтобы проис ходило выделение только одного металла , а не их смеси , и чтобы выход по току с о ста в лял 100% . После электролиза электроды промывают несколько раз дистиллир о ванной водой , не отключая электроды от источника тока , затем сушат и то ч но взвешивают . По разности м асс электродов , без осадка и с ним , находят массу о п ределяемого вещества в растворе . Внутренний электролиз ЭГМ можно выполнить в накоротко замкнутом гальваническом элементе . При этом не требуется внешнего источника тока , так как осадок выделяется за счет энергии гальванического элемента . Такой вариант ЭГМ называют внутренним электролизом . Библиографический список 1 . Янсон Э .О . Теоретические основы аналитической химии : Учеб . для хим . фак . ун-тов .2 -е изд ., перераб . и доп . - М .: Высш . шк ., 1987 . 2 . Основ ы аналитической химии : Учеб . для вузов / Под ред . Ю .А . Зол о това . В 2кн . Кн .1. Общие вопросы . Методы разделения . Кн .2. Методы хим и ческ о го анализа . - М .: Высш . шк ., 19 99 . 3 . Аналитическая химия . Химические методы анализа / Под ред .О.М . Пе т рухина . - М .: Хими я , 1992 . 4 . Bacиль eв B .П . Aн aлитич ecк aя xимия : Уч eб . для xим . -т exн oл . cп eц . в yз oв : B 2 ч . - M .: Bы cш . шк ., 19 89 . 5 . Пилип eнк o A . T ., Пятницкий И . B . Aн aлитич ecк aя xимия : Уч eб . для cт yд . xим . cп eц . yн-т oв : B 2 кн . - M .: Xимия , 1990 . 6 . П ocып aйк o B .И . и д p . Xимич ecки e м eт oды aн aлиз a : Уч eб . п oc . для xим . -т exнол . в yз oв . - M .: Bы cш . шк ., 1989 . 7 . Aл eк ceeв B . H . Koлич ecтв eнный aн aлиз . - M .: Xимия , 1972 . 8 . Дорохова Е . Н , Прохорова Г .В . Аналитическая химия . Физико-химические методы анализа : Учеб . для почвенн о-агрохим . спец . ун-тов и в у зов . - М .: Высш . шк ., 1991 . 9 . Толстоусов В .Н ., Эфрос С .М . Задачник по количественному анал и зу . Л .: Химия , 1986 . 10 . Ч apык oв A . K . Maт eм aтич ecк aя oб paб oтк a peз yльт aт oв xимич ecк oг o aн aлиз a . П .: Xимия , 1984 . 11 . Справочник хими ка-аналитика . М .: Металлургия , 1976 . 12 . Лурье Ю .Ю . Справочник по аналитической химии . Изд .5 -е , пер е раб . и доп . М .: Химия , 19 79 .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
В то время, как в других странах растет цифра потребления алкоголя, в России она сокращается.
Что говорит о росте международного туризма среди русских.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Факторы, влияющие на результаты полярографических измерений (максимумы первого и второго рода, восстановление кислородом). Усовершенствованные полярографические методы, амперометрическое титрование, инверсионная вольтамперометрия", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru