Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Elektrochemické metody Voltametrie, ERA. Obsah přednášky Voltametrie, Polarografie Elektrochemická rozpouštěcí analýza.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Elektrochemické metody Voltametrie, ERA. Obsah přednášky Voltametrie, Polarografie Elektrochemická rozpouštěcí analýza."— Transkript prezentace:

1 Elektrochemické metody Voltametrie, ERA

2 Obsah přednášky Voltametrie, Polarografie Elektrochemická rozpouštěcí analýza

3 Voltametrie Nerovnovážný stav I ≠ 0 I = f(E), I = f(c) Elektrodové děje: difúzí dochází k transportu iontů k patřičné elektrodě, tam k oxidaci nebo redukci Voltametrie – pevné eletrody Polarografie (Heyrovský, 1959) – kapající rtuťová elektroda

4 Voltametrie Princip: měření proudu v závislosti na napětí vkládaném na elektrody v elchem. článku. Referentní elektroda – nepolarizovatelná Pracovní elektroda – polarizovatelná (změna potenciálu)

5 Voltametrie Průběh analýzy: Vkládané napětí E = f(t)  Měření proudu I = f(E)  V přítomnosti analytu (depolarizátoru) I = f(c)

6 Voltametrie Polarizační křivka Anodický proud – oxidační Katodický proud - redukční Základní (indiferentní) elektrolyt Neúčastní se elchem. děje Zajištění dostatečné vodivosti (roztoky kyselin, solí, zásad)

7 Voltametrie Základní elektrolyt HCl Využitelný potenciálový rozsah – Kapacitní proud

8 Voltametrie Voltametrická vlna

9 Voltametrie Elektrodový proces v přítomnosti depolarizátoru  Transport látky k povrchu elektrody  Dufúze  Konvekce  Migrace – snaha potlačit – extrémní nárůsty proudu  Elektrodová reakce – přenos náboje  Transport produktů od povrchu

10 Voltametrie Limitní dufúzní proud (Farradaický)

11 Voltametrie Limitní difúzní proud 1)c(A) 0 = c(A) 2)c(A) 0 < c(A) 3)c(A) 0 = ½ c(A) 4)c(A) 0 = 0 d – Nernstova dufúzní vrstva c(A) 0 – koncentrace analytu na povrchu elektrody c(A) – celková koncentrace analytu v roztoku

12 Voltametrie Limitní difúzní proud Ozn. I lim I lim = K.c(A) K – konstanta, dána elektrodou (materiál, velikost) a analyzovanou látkou

13 Voltametrie Ilkovičova rovnice – pro polarografii (kapající Hg elektroda) I – okamžitý proud D – difúzní koeficient ox. formy depolarizátoru m – hmotnostní průtok Hg kapilárou t – čas od počátku polarizace n – počet elektronů c - koncentrace

14 Voltametrie Voltametrická vlna u polarografie

15 Voltametrie Informace z voltametrické vlny E 1/2 – půlvlný potenciál – kvalita Inflexní bod křivky Každá látka určitá hodnota Závisí na typu elektrody, prostředí I lim – limitní difúzní proud - kvantita

16 Voltametrie Zapojení Dvouelektrodové Referentní elektroda Pracovní elektroda Tříelektrodové Pomocná elektroda Referentní elektroda Pracovní elektroda Probublávání inertním plynem – odstranění O 2

17 Voltametrie Elektrody Referentní elektrody Elektrody 2. druhu (Ag/AgCl) Pomocné elektrody Velkoplošné (Pt, C) Pracovní  Voltametrie Stacionární Hg kapka Tuhé elektrody (Pt, Au, C)  Polarografie Kapající rtuťová eletroda

18 Voltametrie Typy DC voltametrie/polarografie Stejnosměrné napětí/proud E = k.tI = f(E) Diferenčně pulsní voltametrie Potenciálové pulsy Proud se vzorkuje před impulzem a těsně v jeho závěru

19 Voltametrie Elektrochemická rozpouštěcí analýza (ERA) Metoda stopové analýzy (kovy) 2 kroky Nakoncentrování analytu předběžnou elektrolýzou na elektrodě Rozpouštění nakoncentrovaného analytu z elektrody E dep – depoziční potenciál, určitý čas na konst. hodnotě Po určitém čase snížení záp. potenciálu - rozpouštění Hodnota anodického píku mnohem vyšší než hodnota I lim.

20 Voltametrie Aplikace Stanovení všech anorganických a organických látek, které lze oxidovat/redukovat Stanovení kovů – speciace Určení forem kovů Biologická dostupnost kovů ERA stopové koncentrace kovů (přírodní nádrže, mořská voda) Fenoly ve vodách Pesticidy, barviva

21 Voltametrie Aplikace Farmaceutické výrobky – léčiva Drogy Karcinogenní a mutagenní látky Metabolity Povrchově aktivní látky – detergenty Biologické aplikace Stanovení biologicky aktivních látek Měření „in vivo“ – boisenzory ve tkáních Fyzicky účinné endogenní látky Zjišťování působení exogenních látek

22 Voltametrie Aplikace Analýza pevné fáze Oceli Minerály Kovové suroviny Mikro- až nano elektrody Netradiční využití: Kalvoda R.: The Electronic Nose and Tongue [Elektronický nos a jazyk], Chemicke ListyChemicke Listy Volume 94, Issue 4, 2000, Pages

23 Voltametrie Citlivosti DC voltametrie – mol/l Diferenčně pulsní voltametrie – mol/l ERA – – mol/l

24 Voltametrie Instrumentace

25 Polarografie Instrumentace

26 Jaroslav Heyrovský Nobelova cena za chemii 1959

27 Elektrochemie Souhrn

28 Potenciometrie Nepřímá metoda Dochází k elektrochemickému ději I = 0, rovnovážný stav, voltmetr s vysokým vnitřním odporem Měření potenciálu v elektrochemickém článku Elchem. článek – systém alespoň 2 elektrod Použití elektrod 1. a 2. druhu, nejčastěji kombinovaných elektrod a membránových elektrod

29 Potenciometrie Provedení Přímé Nepřímé – titrace Aplikace Měření pH Stanovení kationtů a aniontů Stanovení povrchově aktivních látek

30 Konduktometrie Nepřímá metoda Nedochází k elchem. ději. Měření elektrických vlastností roztoků – vodivosti Elektrody – velkoplošné Pt Střídavý proud – zabránění polarizace Nespecifická metoda

31 Konduktometrie Provedení Přímé Nepřímé – titrace Aplikace Stanovení obsahu kyselin, zásad a solí v jednosložkových roztocích Indikace čistoty destilované vody Celkové zasolení

32 Elektrogravimetrie Přímá metoda Dochází k elchem ději I ≠ 0, nerovnovážný stav Úplné vyloučení stanovovaného kovu na pracovní elektrodě Založeno na elektrolýze (Me n+ +ne -  Me 0 ) Pt síťková elektroda

33 Elektrogravimetrie Provedení Za konstantního proudu Za konstantního napětí Aplikace Stanovení kovů v galvanických lázních Stanovení slitin

34 Coulometrie Přímá metoda Dochází k elchem ději I ≠ 0, nerovnovážný stav Měření náboje nutného k úplné přeměně stanovované látky (Fe e -  Fe 3+ ) Založeno na Farradayových zákonech

35 Coulometrie Provedení Přímé Nepřímé – titrace Aplikace Studium reakčních mechanismů  Organické syntézy  Biochemie

36 Voltametrie Nepřímá metoda Dochází k elchem ději I ≠ 0, nerovnovážný stav Měření proudu v závislosti na potenciálu Systém dvou až tří elektrod v elchem článku Pracovní elektroda – polarizovatelná Analyt – depolarizátor – v přítomnosti dochází k depolarizaci elektrody – protéká proud

37 Voltametrie Elektrody  Tuhé, stacionární – voltametrie  Kapající Hg kapka - polarografie Půlvlný potenciál – kvalita Limitní difúzní proud – kvantita ERA – stopové analýzy 1. krok – zakoncentrování analytu na elektrodě 2. krok – rozpouštění analytu z elektrody

38 Voltametrie Aplikace  Stanovení kovů včetně speciace  Stopové analýzy kovů – ERA  Organické látky Fenoly ve vodách Pesticidy, barviva, farmaceutické produkty, drogy Stanovení biologicky aktivních látek

39 Pro dnešek vše


Stáhnout ppt "Elektrochemické metody Voltametrie, ERA. Obsah přednášky Voltametrie, Polarografie Elektrochemická rozpouštěcí analýza."

Podobné prezentace


Reklamy Google