Potenciometrie, konduktometrie, elektrogravimetrie, coulometrie

Prezentace na téma: "Potenciometrie, konduktometrie, elektrogravimetrie, coulometrie"— Transkript prezentace:

1 Potenciometrie, konduktometrie, elektrogravimetrie, coulometrie

2 Obsah přednášky Potenciometrie Konduktometrie Elektrogravimetrie
Coulometrie

3 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

4 Potenciometrie Potenciometr/voltmetr s vysokým vnitřním odporem (MΩ) – nulový proud. E = ΔE = Eind – Eref

5 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.

6 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

7 Potenciometrie Instrumentace

8 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

9 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

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

11 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

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

13 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

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

15 Konduktometrie Instrumentace

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

17 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

18 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

19 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

20 Elektrogravimetrie Istrumentace

21 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

22 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 C/mol

23 Coulometrie Instrumentace

24 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

25 Pro dnešek vše 