Электрохимические методы анализа

ЭХМА- процессы, протекающие на электродах или приэлектродном пространстве.

Для измерения электрохимических параметров необходима ячейка, которая состоит из пары электродов, погруженных в раствор электролита. Электрохимическая ячейка представляет собой сосуд с исследуемым раствором, в который помещены электроды. Электрохимические ячейки могут работать в режиме гальванического элемента, в котором ток возникает в результате самопроизвольной химической реакции, в этом случае измерительное устройство только фиксирует наличие тока. Если в цепь включить источник постоянного напряжения, то ячейка будет работать в режиме электролитической ячейки, потребляющей внешнюю энергию.

В металлических проводниках электричество передается электронами, в растворе – ионами, а на поверхности электродов в результате электрохимической реакции – переход от ионной проводимости к электронной.

Поляризуемый электрод- электрод, потенциал которого достигает равновесного значения, при этом через систему не протекает электрический ток и на границе электрод-раствор устанавливается равновесие.

Поляризуемый электрод -электрод, потенциал которого не достагает равновесного значения, при этом через систему протекает электрический ток и на границе фаз протекает электрохимическая реакция.

Индикаторный электрод - электрод, который реагирует на изменение состава анализируемого раствора. Может быть поляризуемым и неполяризуемым. Иногда используют 2 индикаторных электрода, тогда эти электроды должны быть поляризуемыми.

Электрод сравнения - электрод, которого используют для замыкания измерительной цепи. Потенциал его не должен реагировать на изменение состава анализируемого раствора и должен оставаться постоянным во время измерения. Электрод сравнения должен быть неполяризуемым.

По разновидностям аналитического сигнала подразделяют на:

1) кондуктометрию - измерение электропроводности исследуемого раствора;

o низкочастотная

o кондуктометрическое титрование

o высокочастотное титрование

Измеряемый параметр х, См*см^-1

2) потенциометрию - измерение бестокового равновесного потенциала индикаторного электрода, для которого исследуемое вещество является потенциоопределяющим;

o прямая

o титрование

Измеряемый параметр Е, мВ

3) кулонометрию - измерение количества электричества, необходимого для полного превращения (окисления или восстановления) исследуемого вещества;

Измеряемый параметр Q, кЛ

4) вольтамперометрию - измерение стационарных или нестационарных поляризационных характеристик электродов в реакциях с участием исследуемого вещества.

o Постояннотоковая

o полярография

o переменнотоковая

o инверсионная вольтамперометрия

o амперометрическое титрование (Е=const)

Измеряемый параметр I, мкА.

 

Основные этапы анализа:

1. отбор пробы и подготовка образца

2. разделение и концентрирование

3. измерение аналитического сигнала

4. обработка результатов

Аналитический сигнал- измеряемая физическая величина, функционально связанная с концентрацией определяемого соединения.

Градуировочная характеристика- зависимость аналитического сигнала от концентрации определяемого компонента в виде формулы или графика.

Вольтамперометрия.

В вольтамперометрии измеряют зависимость силы тока от внешнего напряжения, приложенного к электродам ячейки. Эти зависимости называю вольтамперными или поляризационными кривыми.

В процессе снятия вольтамперных кривых происходит электролиз определяемого соединения,при этом оно окисляется или восстанавливается на индикаторном электроде, который является поляризуемым.