 |
|
Кулонометрический метод анализа
Кулонометрический метод анализа основан на измерении количества электричества, а не силы тока. Поскольку количество электричества (I ´ t) измеряется в кулонах, отсюда название метода – кулонометрия. Этим методом измеряется количество электричества, затраченное на электрохимическое превращение определяемого вещества. Зная количество электричества, можно рассчитать абсолютное количество вещества в данном растворе по закону Фарадея.
При 100 %-ном выходе по току, теоретическое количество определяемого вещества определяется по формуле:
Р теор, = I t Э (8) , где
F n
Э – электрохимический эквивалент вещества;
F – число Фарадея;
n –число е, затраченное на превращение одной частицы
Этот метод уникален. Уникальность его заключается в том, что он является одним из немногих методов, в котором можно не строить градуировочный график и нет необходимости вводить какие-либо коэффициенты. Количество вещества можно определять чисто расчетным методом, т.е. это абсолютный метод, в котором существует строгая связь между количеством электричества и массой вещества.
К сожалению, только единичные определения можно провести при 100 %-ном выходе по току, т.е. осуществить в таких условиях, что весь ток затрачивается только на электрохимическое превращение данного вещества. Это почти нереально, так как при малом содержании вещества в растворе обычно находятся примеси, на превращение которых затрачивается электричество. Поэтому в кулонометрии определяется еще коэффициент выхода по току, который используется при расчетах. Р экс. принимают за 100 %. Обычно же эта величина составляет 98-99 %, реже 90 %.
Найти количество электричества, затраченное на электрохимическое превращение вещества, непростая задача. Почему? Допустим, вы установили постоянный потенциал, при котором примеси еще не разряжаются, а определяемое вещество довольно хорошо разряжается. Начали процесс. Что происходит? С течением времени концентрация определяемого вещества падает, и сила тока уменьшается. Допустим, процесс идет 1 час. Сначала сила тока была 0.1а, затем 0.05, 0.02, затем стремится к нулю. Как рассчитать I ´ t ? Приведем графическую зависимость I от t. Площадь заштрихованной фигуры равна I ´ t.
 |
Рис.14. Форма кривой кулонометрического
титрования при постоянном потенциале