Potenciometrie, konduktometrie, elektrogravimetrie, coulometrie

Obsah přednášky Potenciometrie Konduktometrie Elektrogravimetrie Coulometrie

Potenciometrie Dochází k elektrochemickému ději I = 0 Princip: měření rovnovážného napětí elektrochemického článku složeného ze dvou elektrod a roztoku. E = f(c) Výpočet z Nernst-Petersovy rovnice Výpočet z kalibrační závislosti

Potenciometrie Potenciometr/voltmetr s vysokým vnitřním odporem (MΩ) – nulový proud. E = ΔE = Eind – Eref http://users.prf.jcu.cz/sima/analyticka_chemie/elektroa.htm

Potenciometrie Přímá potenciometrie Nepřímá potenciometrie E = f(c) Měření napětí  výpočet koncentrace (Nernst-Petersova rovnice / kalibrační závislost) Použití: Měření pH – pH metry Stanovení koncentrace iontů – ISE Mez stanovitelnosti: 10-5 – 10-6 mol/l Nepřímá potenciometrie Potenciometrická titrace – indikace B.E.

Potenciometrie Nepřímá Indikační elektrody pro různá stanovení Acidimetrie/alkalimetrie…skleněná pH elektroda Argentometrie……………Ag elektroda 1. druhu Redoxní titrace…………..Pt/Au redox elektroda Komplexometrie…………Kationtové el. 1. druhu, ISE

Potenciometrie Instrumentace

Potenciometrie Aplikace Měření pH Analýza vod Stanovení aniontů a kationtů Stanovení povrchově aktivních látek Stanovení těžkých kovů, kyanidů Bioindikace Potenciometrická indikace B.E. Monitorování stavu Ž.P. Klinické laboratoře Potravinářství Agrochemické laboratoře

Konduktometrie Měření elektrických vlastností roztoků - vodivosti Nedochází k elektrochemickému ději Vodivost roztoku je dána typem iontů Pohyblivostí Mocenstvím Koncentrací Nejvyšší pohyblivost H+, OH- - vysoká vodivost Ostatní ionty – o řád nižší vodivost

Konduktometrie R – odpor G – vodivost Κ – měrná vodivost [S.cm-1]

Konduktometrie Problém – polarizace Použití střídavého proudu Nízkofrekvenční (desítky Hz – kHz) Vysokofrekvenční (MHz) Použití elektrod s velkou plochou Platinová s platinovou černí – koloidní porézní materiál Členění konduktometrie Přímá Nepřímá

Konduktometrie Přímá Pro jednoduché systémy (roztok 1 látky) Kalibrace G = f(c) Není specifická metoda – směsi – hodně/málo iontů

Konduktometrie Přímá Stanovení obsahu kyselin, zásad nebo solí v jednosložkových roztocích – výrobní procesy, technologické roztoky Indikace čistoty destilované vody Výroba polovodičů Stanovení fyzikálně chemických konstant (KD, KS) Vodivostní detektory separačních technik

Konduktometrie Nepřímá Konduktometrická titrace Indikace B.E. měřením vodivosti Neutralizační titrace – slabé kyseliny a zásady Srážecí a komplexometrické titrace

Konduktometrie Instrumentace

Elektrogravimetrie Úplné vyloučení stanovovaného kovu na pracovní elektrodě – elektrolýza Konstantní proud nebo napětí Určení přírůstku hmotnosti elektrody Přímá metoda

Elektrogravimetrie Elektrolýza za konst. proudu Vyloučení jednoho kovu z roztoku I = konst. Stanovení jen jednosložkových roztoků Anoda – anodická oxidace – vyloučení O2 Katoda – redukce – vyloučení kovu Men+ + ne-  Me Pt síťková katoda – velký povrch

Elektrogravimetrie Elektrolýza za konst. proudu Aplikace Stanovení kovů v galvanických lázních Analýza slitin Analýza ložiskových kovů Běžné analýzy 0,1 – 0,2 g Přesnost ± 0,2% Malá selektivita

Elektrogravimetrie Elektrolýza za konst. napětí Volba napětí pro redukci kovu – elektrochemické potenciály kovů E = konst. Pracovní elektroda rtuťová Oddělení stanovovaného kovu – redukce při daném potenciálu. Oddělení malého množství kovu od přebytku ostatních

Elektrogravimetrie Istrumentace

Coulometrie Dochází k elektrochemickému ději I ≠ 0 Měření prošlého náboje nutného k úplné přeměně stanovované látky Hmotnost vyloučené látky je úměrná prošlému náboji Přímá metoda

Coulometrie Farradayovy zákony 1. Farradayův zákon Množství látky přeměněné elektrolýzou je úměrné prošlému náboji mA = A.Q = A.I.t A – elektrochemický ekvivalent Q – prošlý náboj I – proud t - čas 2. Farradayův zákon Množství různých látek přeměněná stejným nábojem jsou v poměru elchem. ekvivalentů těchto látek. A = MA/nF F – Farradayova konst. 96485 C/mol

Coulometrie Instrumentace

Coulometrie Aplikace Přímá coulometrie – převod analytu z jednoho ox. stavu do druhého – měření prošlého náboje. Coulometrická titrace – coulometricky se oxiduje/redukuje prekurzor odměrného činidla pro titrační stanovení. Studium reakčních mechanismů Organické syntézy Biochemie

Pro dnešek vše 