Metode de analiză potențiometrică și tipurile acestora

Pentru a avea o idee mai bună despre metodele de analiză potențiometrică, de ce există și despre ce scop are, este necesar să începeți să înțelegeți potențiometria însăși. Aceasta este ceea ce vom face acum.

potențiometria

Explicația începe cu ce potențiometrie este. Aceasta nu este o arie separată a științei sau ceva de genul asta. Această subsecțiune include un set de metode de cercetare fizico-chimică existente, dar cu o condiție mică. Acestea includ numai acelea dintre ele, care se bazează pe măsurarea forței electromotoare a lanțurilor.

Aceste lanțuri constau din două elemente principale:

• electrod indicator;
• electrod de referință.

Pentru a utiliza metoda potențiometrică de analiză, este necesar să se găsească dependența electrodului electrochimice, sau mai degrabă potențialul său asupra concentrației de ioni sau asupra activității lor. Există o altă situație, și se spune că potențiometre - aceasta este secțiunea care include metodele electrochimice de analiză, bazată pe excitarea substanței de câmpul electric și necesitatea de a măsura electrodul de echilibru.

Bazele potențiometriei

Fondatorul unei astfel de secțiuni de analiză ca potențiometrie este V. Nernst. În centrul metodei potențiometrice de analiză se află ecuația, care în 1889 a fost derivată tocmai de acest om. Ecuația obținută de Nernst a servit la potențialul de echilibru al electrodului, pentru găsirea lor. Dar, la scurt timp după aceea, potențiometria a început să devină mai larg utilizată și a început să fie utilizată într-o astfel de secțiune ca chimia analitică.

În 1893, cercetătorul R. Berend a efectuat prima titrare potențiometrică în istoria omenirii. În prezent, o astfel de secțiune ca potențiometria este utilizată pe scară largă în chimia analitică și fizică. În plus, există și alte câteva domenii de aplicare a metodei potențiometrice de analiză.

Domenii de utilizare potențiometrică

Chimia analitică și fizică este, după cum am spus, nu numai domeniile în care potențiometria și-a găsit aplicația. Această metodă de analiză este, de asemenea, utilizată pe scară largă în redoxometrie. Această secțiune combină mai multe metode care se bazează pe măsurarea potențialului de oxidare-reducere în soluția de testare.

Metodele potentiometrice de analiză sunt de asemenea utilizate în ionometrie. Acesta este numele unei ramificații de potențiometrie directă, esența căreia este de a determina concentrația sau activitatea ionilor în diferitele lor faze. Pentru aceasta, se utilizează un electrod selectiv cu ioni. În plus, ionometria combină toate metodele de analiză referitoare la determinarea concentrației. De asemenea, merită adăugat faptul că această secțiune conține, de asemenea, metode de măsurare a pH-ului, cation și anionometrie.

O altă utilizare a metodei potențiometrice de analiză este titrarea potențiometrică. Esența titrării este necesitatea de a observa cursul reacției de titrare și identificarea ulterioară a punctelor de echivalență.

Esența metodei potențiometrice de analiză

Esența potențiometriei, precum și metodele de analiză a acestei regiuni, constă în măsurarea diferenței dintre forța electromotoare a doi electrozi. Unul dintre ele măsoară, iar celălalt este auxiliar. În plus, ambii acești electrozi trebuie plasați în soluția studiată.

Este foarte important să observăm că magnitudinea forței electromotoare depinde foarte mult de temperatură. Din acest motiv, toate instrumentele folosite pentru analiză, în special contoarele de pH și ionometrele, sunt echipate suplimentar cu compensatoare de temperatură care pot fi controlate atât manual, cât și automat.

Pe scurt, metoda potențiometrică de analiză se bazează pe măsurarea emf-ului celulelor galvanice. Prin aceste elemente înțelegem doar conectarea a doi electrozi, dintre care unul, așa cum am menționat mai devreme, este un indicator, iar celălalt este necesar pentru comparație.

Potențiometrie directă

Clasificarea metodelor de analiză potențiometrică este destul de simplă și are doar 2 puncte. Și primul subgrup este potențiometria directă. Esența acestei metode constă în faptul că este necesar să se măsoare valoarea exactă a potențialului de electrod, și apoi găsi ecuația Nernst Activitate potentsialoopredelyayuschego de ioni în soluție. Această metodă este utilizată pentru a găsi pH-ul soluțiilor apoase și neapoase. În plus, această metodă poate fi utilizată pentru a găsi pH-ul pentru soluțiile de producere a oligomerilor.

În plus, metodele potențiometrice pentru analiza potențiometriei directe sunt utilizate pentru a analiza impuritățile acide și bazice în dimetilformamidă. Această metodă poate fi de asemenea utilizată pentru determinarea ionilor de clor și a componentelor acide în diferite soluții industriale.

În ceea ce privește modul în care se bazează metoda potențiometrică de analiză a acestui grup, se poate răspunde astfel - la măsurarea cantităților exacte. Din acest motiv, devine clar de ce această metodă de analiză și-a găsit aplicația largă în domenii precum termodinamica, reacțiile electrochimice și chimice.

titrare

Esența metodei potențiometrice de analiză în această regiune de titrare potențiometrică se bazează pe necesitatea determinării punctului de echivalență în reacția de neutralizare și, de asemenea, în reacții de sedimentare și formarea complexă, care va fi cunoscut după rezultatele măsurătorilor potențiometrice. După analiza rezultată va fi cunoscută în mod precis, acesta este punctul de echivalență, care este punctul de terminarea reacției, va fi posibil să se găsească o cantitate necunoscută a unei substanțe într-o soluție, care a fost monitorizată. Aceasta se poate determina din consumul unui titrant, a cărui concentrare este cunoscută în numere exacte.

Principii de titrare

Principiul metodei potențiometrice de analiză - titrare - este după cum urmează. În apropierea punctului de echivalență, există de obicei o schimbare puternică sau chiar un salt potențial de la electrodul indicator. Rezistența acestui salt va depinde de rezistența soluției sau a bazei de acid titrat, precum și de concentrația soluției în sine. Dacă se efectuează titrarea amestecurilor de acizi diferiți, se pot observa mai multe saltări într-o singură reacție.

Folosind această metodă este realizată în scopul de a aplica pur atunci când este necesar pentru a detecta punctul final, cu care este posibilă determinarea identității analitului în soluție la orice grup. Totuși, în ciuda acestui fapt, această metodă a devenit destul de larg răspândită, și are, de asemenea, avantajele sale, care o deosebesc favorabil între alte metode de analiză.

Avantajele potențiometriei

Printre avantajele potențiometriei, în general, se pot evidenția următoarele aspecte:

1. Acuratețea mare a analizelor.
2. Sensibilitate ridicată a măsurătorilor.
3. Dacă vorbim despre titrare, atunci metoda poate fi utilizată în soluții turbid sau multi-colorate.
4. Folosind o metodă potențiometrică directă de analiză - viteza și simplitatea măsurătorilor.
5. Unul dintre marile avantaje este capacitatea de a automatiza procesul de titrare. Unele instalații industriale sunt implicate în producerea automatelor automate care sunt echipate cu potențiometre. Ca rezultat, se obține un mic complex autonom de analiză.

Se deosebește de asemenea de această metodă de alții că este posibil să se determine mai multe substanțe în aceeași soluție fără separarea lor preliminară.

Caracteristicile și dezavantajele potențiometriei

Dacă vorbim despre potențiometrie, precum și despre metodele sale de analiză, putem distinge câteva caracteristici. De exemplu, titrarea potențiometrică extinde foarte mult posibilitatea aplicării practice a acestei zone de analiză între solvenții neapoși. Aceste metode permit oamenilor să găsească conținutul diferitelor componente care nu pot fi titrate în mod individual, precum și o oportunitate de a analiza substanța care nu se dizolvă sau, dimpotrivă, se descompune în apă.

O altă caracteristică importantă a metodelor potențiometrice este aceea că se referă la un grup nedistructiv. Cu alte cuvinte, analiza uneia dintre metodele potențiometrice nu afectează compoziția soluției de probă și îl distruge, prin care amestecul poate fi utilizat în continuare fără nici o problemă. Eroarea de măsurare atunci când se utilizează metoda potențiometrică directă este de numai 2 până la 10%. Și dacă se utilizează titrare potențiometrică, atunci eroarea este chiar de la 0,5 la 1%.

Dezavantajul metodei poate fi considerat imposibil de aplicat pentru monitorizare continuă și, în unele cazuri, este imposibil să se determine concentrații prea mici în soluție.

Avantajele analizei potențiometrice

Oamenii de știință disting principalul avantaj al acestei metode este viteza, precum și simplitatea cu care se efectuează analiza. Aceste două calități diferențiază potențiometria și metodele de analiză a acesteia, printre altele.

Timpul necesar pentru a stabili echilibrul potențialului de electrod indicator este destul de mic, care, la rândul său, vă permite să studieze confortabil cinetica reacției și reacția de control automat al diferitelor procese tehnologice.

Dacă microelectrodele sunt folosite ca electrozi, devine posibil să se efectueze măsurători în eșantioane al căror volum este egal cu a zecea fracțiune de cm3. În plus, există mai multe soluții diferite în care măsurătorile pot fi efectuate utilizând potențiometria.

Există o metodă potențiometrică pentru analiza apei, a diferitelor soluții turbid și colorate, precum și a diferitelor paste vâscoase. Avantajul său este că atunci când se utilizează această metodă nu este necesară distilarea sau filtrarea soluției. Și asta, în unele cazuri, economisește mult timp.

Avantajele titrării potențiometrice

Utilizarea potențiometric metoda de titrare se distinge prin astfel de avantaje:

• Această metodă vă permite să eliminați complet erorile subiective, adesea asociate cu monitorizarea vizuală a soluției.
• Această metodă este considerată mai sensibilă. Cu alte cuvinte, cu aceleași manipulări, titrarea face posibilă determinarea substanțelor mai puțin concentrate.
• În plus, metoda permite efectuarea fără titre a soluțiilor tulbure sau colorate. Acest lucru este foarte convenabil, deoarece este imposibil să se aplice indicatori de culoare în astfel de soluții, de exemplu.
• De asemenea, această metodă de analiză permite unei persoane să determine în mod constant un amestec de substanțe din aceeași porțiune a soluției.

Aceste avantaje fac diferențierea favorabilă a titrării pe fundalul altor metode potențiometrice și, prin urmare, este folosită destul de mult.