Кулонометрический метод

ЗАПОМНИТЕ!!! Метод основан на измерении тока, необходимого для полного протекания химической реакции согласно с законами Фарадея:

m = m_э∙i∙t / F (4)

где: m – масса восстановленного или окисленного вещества, г;

m_э∙- эквивалентная масса восстановленного или окисленного вещества, г/моль;

i∙- сила тока, А;

t – время протекания тока, часы;

F – число Фарадея, 96500 Кл.

Определение можно проводить не только взвешиванием осажденного на электроде вещества, но также измерением количества электричества, необходимого для количественного протекания электрохимической реакции. Количество реагента рассчитывают по закону Фарадея, зная выход по току.

а) Прямая кулонометрия.

Определяемое вещество окисляется или восстанавливается на одном из электродов. Например, Сu²⁺.

1) Кулонометрия при постоянном потенциале.

Если i = i₀e^-λt, то λ определяется по tgα по графику зависимости ln(i) від t.

λ = АД/Vδ, (5)

де: А – поверхность электрода;

Д – коэффициент диффузии;

V – объем раствора;

δ – толщина диффузного слоя.

Тогда Q = i₀/ λ(1 + e^{- λt}), при Q = i₀/ λ.

б) Кулонометрия при постоянной силе тока.

Q = it,

где t – время достижения полного растворения.

Прямые кулонометрические методы не имеют широкого применения, поскольку, еще до полного завершения основной электрохимической реакции часто протекают побочные реакции и постоянный выход по току не достигается.

в) Косвенные методы (кулонометрическое титрование).

ЗАПОМНИТЕ!!! Эти методы основаны на электрохимическом получении (генерировании) титранта небольшой концентрации с соответствующей восстановленной или окисленной формы титранта большой концентрации. Различие между этим и обычным титрованием заключается в том, что для проведения кулонометрического титрования не нужно никакой бюретки и стандартного раствора, а вместо объема титранта измеряют количество кулонов, затраченных в процессе реакции. Точку эквивалентности в кулонометрия постоянного тока определяют так же, как и при обычном титровании – с помощью индикаторов или потенциометрично.