Главная | Обратная связь

Принцип полярографического метода

Оглавление

1. Историческое введение 3

2. Принцип полярографического метода 3

3. Суть полярогафического метода 5

4. Максимумы на полярограммах 9

5. Экспериментальная установка. Полярограф 10

6. Преимущества ртутного капельного электрода 12

7. Полярограммы смесей 13

8. Применение и особенности полярографического метода 14

9. Литература 15

Историческое введение

 

Полярографический метод исследования был предложен известным чешским ученым Я.Гейровским в 1922 г. В 1925 вместе со своим учеником M. Шикатой сконструировал полярограф, позволяющий автоматически записывать кривые поляризации в координатах напряжения и силы тока. Он всесторонне разработал полярографический метод, теорию и технику полярографических исследований, за что получил Нобелевскую премию в 1959.

 

 

Принцип полярографического метода

 

Полярография основана на явлении поляризации электродов при прохождении электрического тока через проводники второго рода (растворы электролитов). Поляризация электродов обусловлена замедленностью электродных процессов. Она складывается в основном из трех видов: электрохимической, концентрационной и омической.

Пример электрохимической поляризации. Предположим, что взят водный раствор , в который опущены два платиновых электрода, присоединённые к источнику постоянного электрического тока. Через раствор проходит электрический ток, в результате чего на катоде выделяется медь ( ), а на аноде— хлор ( ). Таким образом, в результате электролиза образуется новый гальванический элемент из двух новых электродов (Cu/Cu²+ и Сl₂/2Сl-), электродвижущая сила которого направлена против приложенного извне напряжения. В связи с этим сила тока в цепи будет падать, практически приближаясь к нулю. Если напряжение внешней цепи повысить, то сила тока в цепи вновь возрастает, но по мере дальнейшего выделения продуктов электролиза на электродах она снова будет уменьшаться. При повторном повышении напряжения такая закономерность будет повторяться до тех пор, пока величина напряжения, приложенного извне, не будет достигать электродвижущей силы вновь образовавшегося гальванического элемента и на бесконечно малую величину превышать эту силу. После этого сила тока в цепи будет непрерывно расти с повышением напряжения. Кривая зависимости силы тока от приложенного напряжения в такой цепи приведена на рис. 1.

Если провести касательную от скачкообразно возрастающей части кривой силы тока I до оси абсцисс Е, то найдем значение электродвижущей силы (э. д. с.) гальванического элемента, который образовался вследствие электролиза. Эта ЭДС направлена против приложенного напряжения и называется электродвижущей силой поляризации.

То наименьшее напряжение, которое необходимо приложить к электродам для того, чтобы вызвать непрерывный электролиз данного электролита, называется напряжением разложения. Оно должно быть больше, чем э. д. с. электрохимической поляризации.

 

Причиной поляризации может являться не только возникновение нового гальванического элемента вследствие выделения на электродах продуктов электролиза, но и изменение концентрации ионов в приэлектродном пространстве.

Например, при электролизе раствора CuS0₄ с медными электродами на аноде медь будет растворяться, а на катоде осаждаться.

Поэтому в процессе электролиза концентрация ионов меди у анода несколько увеличится, а у катода уменьшится, и в результате возникнет концентрационный гальванический элемент, э. д. с. которого также направлена против приложенного напряжения (концентрационная поляризация).

Сдвиг потенциала (по сравнению с его равновесным значением при отсутствии тока), происходящий вследствие изменения концентрации потенциалопределяющих 'ионов у электродов в процессе электролиза, характеризует величину концентрационной поляризации.

Омическая поляризация обусловлена образованием на поверхности электрода тонкой пленки, состоящей из оксидов, гидроксидов металлов или адсорбированных молекул органических веществ (при исследовании растворов органических соединений).

Величина омической поляризации равна Ri, где R — электросопротивление пленки, a i- сила тока.