Потенциометрични методи за анализ и техните типове

За да се получи по-добра представа за методите на потенциометричните анализи, защо те съществуват и каква е целта им, е необходимо да започнете да разбирате самата потенциометрия. Това е, което сега ще направим.

потенциометрия

Обяснението започва с каква потенциометрия е. Това не е отделна област на науката или нещо подобно. Този подраздел включва набор от всички налични физико-химични изследователски методи, но с едно малко условие. Това включва само тези от тях, които се основават на измерването на електродвижещата сила на веригите.

Тези вериги се състоят от два основни елемента:

• индикаторен електрод;
• референтен електрод.

За да се използва потенциометричен метод за анализ, е необходимо да се намери зависимостта на електрохимичната електрод, или по-скоро си потенциал на концентрацията на йон или на тяхната активност. Има и друга ситуация, и тя казва, че потенциометрите - това е частта, която включва електрохимични методи за анализ, на базата на възбуждане на веществото от електричното поле и необходимостта да се измери равновесие електрод.

Основи на потенциометрията

Основателят на такава част от анализа като потенциометрия е V. Nernst. В сърцевината на потенциометричния метод на анализа се крие уравнението, което през 1889 г. се получава точно от този човек. Уравнението, получено от Nernst, служи за равновесни потенциали на електродите за тяхното откриване. Но скоро след това потенциометрията започна да се използва по-широко и започва да се използва в такава част като аналитичната химия.

През 1893 г. ученият Р. Беренд провежда първото потенциометрично титруване в човешката история. Понастоящем такъв участък като потенциометрия се използва широко в аналитичната и физичната химия. Освен това има няколко други области на приложение на потенциометричния метод за анализ.

Области на използване на потенциометрия

Аналитичната и физичната химия е, както казахме, не единствените области, в които потенциометрията е намерила своето приложение. Този метод за анализ също е широко използван при редоксиметрия. Този раздел комбинира няколко метода, които се основават на измерването на потенциала за намаляване на оксидацията в тествания разтвор.

Потенциометричните методи за анализ също се използват при йонометрия. Това е името на клон на директна потенциометрия, чиято същност е да се определи концентрацията или активността на йоните в различните им фази. За тази цел се използва йоно-селективен електрод. Освен това, йонометрията съчетава всички методи на анализ, свързани с определянето на концентрацията. Също така си струва да добавим, че този раздел съдържа и рН-метри, катион и анионометрия.

Друга употреба на потенциометричния метод за анализ е потенциометричното титруване. Същността на титрирането е необходимостта от наблюдение на протичането на реакцията на титруване и последващата намиране на точки на еквивалентност.

Същността на потенциометричния метод за анализ

Същността на потенциометрията, както и методите за анализ на този регион, е да се измери разликата между електродвижещата сила на двата електрода. Единият от тях е измервателен, а другият е спомагателен. Освен това и двата електрода трябва да бъдат поставени в изследваното решение.

Много е важно да се отбележи, че големината на електромоторната сила силно зависи от температурата. Поради тази причина, всички устройства, които се използват за анализ, по-специално рН-метър и ionometers допълнително оборудвани с температурни компенсатори, които могат да бъдат контролирани, така ръчно и автоматично.

Накратко, потенциометричният метод за анализ се основава на измерването на емф на галваничните клетки. Чрез тези елементи просто разбираме връзката на два електрода, един от които, както беше споменато по-рано, е индикатор, а другият е необходим за сравнение.

Директна потенциометрия

Класификацията на методите за потенциометричен анализ е сравнително проста и има само 2 точки. Първата подгрупа е директна потенциометрия. Същността на този метод се състои в това, че е необходимо да се измери точната стойност на потенциала на електрод, и след това се намери уравнението на йон Нернст активност potentsialoopredelyayuschego в разтвор. Този метод се използва за намиране на рН на водни и неводни разтвори. В допълнение, този метод може да се използва за намиране на рН за производствените разтвори на олигомери.

Освен това се използват потенциометрични методи за анализ на директната потенциометрия за анализ на киселинни и основни примеси в диметилформамид. Този метод може да се използва и за определяне на хлоридните йони и киселинните компоненти в различни промишлени решения.

По въпроса какво се основава на потенциометричния метод на анализ на тази група, може да се отговори така - върху измерването на точните количества. И от това става ясно защо този метод на анализ намира широко приложение в области като термодинамиката, електрохимичните и химическите реакции.

титруване

Същността на потенциометричния метод за анализ в тази област на потенциометрично титруване се основава на необходимостта от определяне на точката на еквивалентност в реакцията на неутрализация, реакции на утаяване и образуване на комплекс, което ще бъде известно след резултатите от потенциометричните измервания. След като стане известен анализът на тази точна точка на еквивалентност, който също е крайната точка на реакцията, ще бъде възможно да се намери неизвестно количество от веществото в разтвора, който се наблюдава. Това може да се определи от потреблението на титан, чиято концентрация е известна с точни числа.

Принципи на титруване

Принципът на потенциометричния метод на анализ - титриране - е както следва. В близост до точката на еквивалентност обикновено има силна промяна или дори потенциален скок от индикатора. Силата на този скок ще зависи от силата на титрувания разтвор на киселина или от основата, както и от концентрацията на самия разтвор. Ако се извършва титриране на смеси от различни киселини, може да се наблюдават няколко скока в една реакция.

Използването на този метод се извършва за чисто приложени цели, когато е необходимо да се намери крайната точка на титруване, с която е възможно да се определи дали разтвореният в анализа компонент принадлежи към група. Независимо от това, този метод е станал доста разпространен и има своите предимства, които го отличават благоприятно от другите методи за анализ.

Ползи от потенциометрията

Сред предимствата на потенциометрията като цяло могат да бъдат изброени следните точки:

1. Висока точност на анализите.
2. Висока чувствителност на измерванията.
3. Ако говорим за титруване, тогава методът може да се използва в мътни или многоцветни разтвори.
4. Използвайки директен потенциометричен метод за анализ - скоростта и простотата на измерванията.
5. Едно от големите предимства е способността да се автоматизира процесът на титруване. Някои индустриални обекти се занимават с производството на автоматични автотитори, които са оборудвани с потенциометри. В резултат се получава малък автономен комплекс за анализ.

Той също така отличава този метод от другите, че е възможно да се определят няколко вещества в едно и също решение без тяхното предварително разделяне.

Характеристики и недостатъци на потенциометрията

Ако говорим за потенциометрия, както и за нейните методи за анализ, можем да различим няколко свойства. Например, потенциометричното титруване значително разширява възможността за практическо прилагане на тази област на анализ между неводните разтворители. Тези методи позволяват на хората да откриват съдържанието на различни компоненти, които не могат да бъдат индивидуално титрувани, както и възможността за анализ на вещество, което не се разтваря или обратно се разлага във вода.

Друга важна особеност на потенциометричните методи е, че те се отнасят към неразрушителна група. С други думи, анализът по един от потенциометричните методи не влияе на състава на анализираното решение и не го унищожава, така че сместа може да бъде използвана по-късно без никакви проблеми. Грешката при измерване при използване на директен потенциометричен метод е само 2 до 10%. И ако се използва потенциометрично титруване, тогава грешката е дори от 0,5 до 1%.

Недостатъкът на метода може да се счита, че е невъзможно да се прилага за непрекъснато наблюдение и в някои случаи е невъзможно да се определят твърде ниски концентрации в разтвора.

Предимства на потенциометричния анализ

Учените разграничават основното предимство на този метод е неговата скорост, както и простотата, с която се извършва анализът. Тези две качества разграничават потенциометрията и методите за нейния анализ сред другите.

Времето, необходимо, за да настроите баланса на потенциала за индикатор електрод е сравнително малък, което от своя страна позволява да се комфортно изучава кинетиката на реакцията и реакцията на автоматичния контрол на различни технологични процеси.

Ако микроелектодите се използват като електроди, става възможно да се правят измервания в проби, чийто обем е равен на десетата част от cm3. Освен това има няколко различни решения, при които измерванията могат да се извършват чрез потенциометрия.

Съществува потенциометричен метод за анализ на вода, различни мътни и цветни разтвори, както и различни вискозни пасти. Неговото огромно предимство е, че при използването на този метод няма нужда от дестилация или филтриране на разтвора. И това в някои случаи спестява много време.

Предимства на потенциометричното титруване

Използване на потенциометрични метод за титриране се отличава с такива предимства:

• Този метод ви позволява напълно да премахнете субективните грешки, които често са свързани с визуален мониторинг на решението.
• Този метод се счита за по-чувствителен. С други думи, при същите манипулации титрирането дава възможност да се определят по-малко концентрирани вещества.
• В допълнение, методът позволява да се извърши титруване без затруднение в мътни или оцветени разтвори. Това е много удобно, тъй като не е възможно да се използват цветни индикатори в такива решения, например.
• Също така, този метод на анализ позволява на човек да определя последователно смес от вещества от същата част на разтвора.

Тези предимства благоприятно разграничават титруването на фона на други потенциометрични методи и поради това се използват доста широко.