2.1. Кондуктометрія

Прямий кондуктометричний метод заснований на залежності електропро­відності розчинів від їхнього складу і концентрації компонентів. Для визначення концентрації дослідної ре­човини користуються методом градуювального графіка.

Цей метод широко застосовується для вимірювання концентраціі солей ,основ і кислот у рідких середовищах,для вимірювання солоності води і концентраціі газів , тощо. Кондуктометричний аналіз використовують при автоматизованих схемах контроль в деяких галузях хімічного, формацевтичного, харчового виробництва.

Крім того, цей метод використовують для визначення фізико-хімічних параметрів: ступеня дисоціації, константи дисоціації, добутку розчинності важкорозчиненої сполуки.

Недоліки методу:

• неселективність (електропровідність залежить від концен­трацій всіх іонів розчину);

• неоднозначність і нелінійний характер залежності електропровідності від концентрації.

Пряма кондуктометрія найчастіше використовується для автомати­зації контролю в технологічних безперервних процесах і при аналізі роз­чинів, концентрація яких змінюється незначно.

Розрізняють електроліз при потенціалі, який контролюється, або електроліз при силі струму, яка контролюється. Перший ─ прямий, другий ─ непрямий.

При прямому електролізі визначаєма речовина сама реагує на електродах, в непрямому ─ визначаєма речовина реагує з продуктами електролітичного розпаду спеціально підібраної речовини.

Електроліз при конролюємому потенціалі називають прямою потенціо­статичною кулонометрією. Прямий електроліз при контролюємій силі струму ─ прямою амперстатичною кулонометрією. Непрямий аналіз при контролі сили струму називається кулонометричним титруванням. Куло­нометричним титруванням виконується аналіз органічних сполук. Прямою кулономет­рією та кулонометричним титруванням аналізуються неорганічні сполуки.

Потенціостатична кулонометрія

Збирають електролітичну комірку з розділеним анодним та катод­ним простором (рис.1.).

Рис.1. Блок схема установки для потенціостатичної кулонометрії:

І─ блок напруги, яка задається ; ІІ ─ блок порівняння напруг; ІІІ ─ блок поляризуючого струму; 1─ джерело напруги; 2 ─ підсилювач; 3 ─ міліамперметр; 4 ─ кулономір; 5─7 ─ РЕ,ДЕ,ПЕ; U_з ─ задаюча напруга.

Електрод, який розташований в електродному просторі, що вміщує визначаєму речовину, називають робочим електродом (РЕ), другий електрод ─ допоміжний (ДЕ). Для контролю потенціала РЕ служить не­поляризуємий електрод порівняння (ЕП).

В процесі електролізу за до­помогою спеціального пристрою контролюють потенціал РЕ відносно електрода порівняння так, щоб його значення на протязі всього електролізу залишалося постійним.

Вимірювання кількості електрики, яка пройшла за час електролізу виконують за допомогою кулономірів. Самий простий кулономір визначає кількість електрики або по збіль­шенню маси катоду, або по зміні рН розчину, або по об'єму утворено­го газу.

2.2. Амперстатична кулонометрія

Якщо крізь електрохімічну чарунку пропускати струм постійної сили, можливо проходження електродної реакції.

Кількість речовини знаходять по рівнянню Фарадея з кількості електрики, що витрачається на розчинення.

Так як сила струму на протязі досліду постійна, то для вимірювання кількості електрики достатньо виміряти другу складову ─ час, вимикаючи струм при закінченні реакції.

Обмеження використання цього методу обумовлено тим, що важко підтримувати постійним при заданій силі струму значення потенціалу електроду. В той же час просто визначається кількісті електрики:

q=iτ , (9.29)

де і─ сила струму ;

τ─ час електролізу

Кулонометричний аналіз характеризується достатньо високою точ­ністю (0,1...0,5 %), чутливістю.

Цей метод має високу селективність і дозволяє вивчати речовини без попереднього хімічного розділення компонентів розчину. Ще одна перевага кулонометрії в тому, що вона не потребує побудови градуювальних графіків та будь-якої іншої калібровки приладів.

Метод кулонометричного титрування має позитивну чутливість і дозволяє вивчати речовини при їх концентрації 10^-6 моль/л. Він не по­требує попереднього приготування, стандартизації розчинів; можна використовувати відносно малостійкі реагенти. Можлива автоматиза­ція аналізу.