Главная | Обратная связь

Устройство полярографа

Полярография — метод качественного и количественного химического анализа, основанный на получении кривых зависимости величины тока от напряжения в цепи состоящей из исследуемого раствора и погруженных в него электродов, один из которых сильно поляризующийся, а другой практически неполяризующийся. Получение таких кривых — полярограмм — производят при помощи полярографов.

Рис. 1. Схема полярографа. Рис. 2. Полярограмма.

Схема простейшего полярографа дана на рис. 1. От потенциометра 2, соединенного с аккумулятором 1, подают постепенно возрастающее напряжение на поляризующийся, обычно капельный ртутный электрод 3 и неполяризующийся электрод 4 — слой ртути с относительно большой поверхностью. Величину тока, проходящего при этом через анализируемый раствор 5, измеряют гальванометром 6.

В качестве поляризующегося электрода обычно используют капельный ртутный электрод, который может служить как катодом (при определении электровосстанавливающихся веществ), так и анодом (если определяемые вещества способны к электроокислению). Вторым вспомогательным электродом служит практически не поляризующийся ртутный электрод с большой поверхностью.

При помощи аккумулятора 6 и потенциометра 5 на капельный ртутный электрод 2 и вспомогательный электрод 3 полярографа можно подавать любое определенное напряжение. При этом через электролитическую ячейку 1, содержащую исследуемый раствор, проходит ток, величину которого измеряют чувствительным гальванометром 4. Исследуемый раствор, помимо анализируемого вещества, содержит избыток индифферентного электролита, ноны которого в условиях эксперимента не разряжаются на электродах. Добавление этого электролита (так называемый фон) обеспечивает высокую электропроводность раствора и создание условий, при которых изменение приложенного извне напряжения равно изменению потенциала капельного ртутного электрода, который является катодом и служит для определения электровосстанавливающихся веществ. При постепенном увеличении внешнего напряжения вначале весь ток идет на заряжение электрода, и величина тока в цепи остается исчезающе малой, что указывает на отсутствие электрохимической реакции. При достижении напряжения, соответствующего точке а, происходит резкое увеличение тока, свидетельствующее о начале восстановления определяемых ионов на капельном ртутном катоде. При дальнейшем росте напряжения концентрация восстанавливающихся ионов у поверхности катода падает до нуля, а скорость диффузии их в прикатодное пространство становится максимальной и постоянной, вследствие чего величина тока в цепи достигает предельного значения (точка b), которое не изменяется с дальнейшим увеличением напряжения. Такой ток называют предельным диффузионным током (участок bc кривой). Получаемая при этом кривая Oabc называется полярографической волной. Высота h этой волны, пропорциональна концентрации восстанавливающихся ионов в растворе. Это позволяет использовать полярографию для количественного определения веществ в растворе. Потенциал e½ , при котором ток достигает половины предельного диффузионного тока, называют потенциалом полуволны. Величина потенциала полуволны определяется природой разряжающихся на поляризующемся электроде ионов. Таким образом, определение потенциалов полуволны дает возможность судить о качественном составе анализируемого раствора. Если в растворе находится несколько ионов, которые способны восстанавливаться (или окисляться) на поляризующемся электроде, то полярограмма состоит из нескольких волн.