Принципова схема полярографа

1. Пристрій для подачі потенціалу.

2. Полярографічна колонка

3. Регістратор.

Суть методу полярографії: метод оснований на вимірюванні величини струму, який виникає при відновленні чи окисленні речовини на електродах. Якщо в розчин з речовиною опустити два електроди і прикласти потенціал, то на електродах при певному потенціалі почнуться електрохімічні процеси окислення на аноді і електро-відновлювання на катоді, це явище називається поляризацією.

В поляризації використовують два види електродів:

І – ртуть налита на дно посудини;

ІІ – ртутний капельний електродний.

Ртутний капельний електрод, який являє собою товстостінну капілярну трубку з’єднану з резервуаром для ртуті. Із капіляра з постійною швидкістю витікають крапельки ртуті. Поверхня електроду оновлюється, що гарантує чистоту поверхні, відсутність забруднення постійної площі. Електрод із великою поверхнею служить шар ртуті на дні комірки чи каломейний електрод Hg2Cl2. Ділянка полярографа на якій відбувається підвищення струму називається полярографічною хвилею. Допустимий струм, який визначає швидкість дифузії називається дифузійним струмом. Величина потенціалу середньої точки хвилі називається потенціалом півхвилі. Потенціал півхвилі є характеристикою речовини. Кожна речовина має певний потенціал хвилі – якісний полярографічний аналіз. Висота хвилі зв’язується з концентрацією речовини.

Якщо речовини в розчині мало, то полярографічна хвиля має певну висоту, при збільшенні концентрації речовини висота хвилі росте. Залежність дифузійного струму І від концентрації С описується рівнянням Іньковича

 

І = К*С К = 607u D * M *r

Кількісний полярографічний аналіз

 

І – метод калібрувальних аналіз

Полягає в тому, що змінює полярограму ряду точних розчинів і наносимо в систему координат. Будуємо калібрувальний графік, яким користуємось при визначенні концентрації аналізую чого розчину.

ІІ – метод стандартних розчинів

Знімаємо полярограму аналізую чого розчину, а потім будуємо полярограму стандартного розчину близької концентрації до аналізуючої. По відношенню висоти хвилі стандартного і аналізую чого розчину обчислюють концентрації аналізую чого розчину:

 

Cст/hст=Cан/hан Сан = Сст*hан/hст

 

ІІІ – метод добавок

Знімають спочатку полярограму аналізуючого розчину, потім додають до нього точну кількість визначаючої речовини і знову знімають полярограму. По збільшенню висоти хвилі в результаті додавання вираховують вміст визначаючої речовини в розчині:

 

Cх/hх=Cдоб/hдоб Сх = Сдоб*hх/hдоб

Амперометричне титрування

 

Основане на тому, що кінцеву точку титрування знаходять по зміні сили граничного дифузійного струму, який проходить через розчин при сталій напрузі між індикаторним електродом і електродом порівняння. За результати титрування будують графік залежності струму і об’єму робочого розчину на кривій знаходять точку перетину двох віток кривої, яка відповідає кінцевій точці титрування, тобто вимірюють об’єм розчину, який витратився на титрування і за основною формулою об’ємного аналізу проводять розрахунки.

Урок № 109-110 тема: Методи розподілу і концентрування. Класифікація і характеристика методів розподілу. Екстракція як метод розподілу, її сутність. Величини, які характеризують процес екстракції. Техніка екстрагування. Роль екстрагування в підвищеній чутливості і селективності визначень

Хроматографія як метод розподілу і аналізу речовин. Сутність методу і галузі використання. Основні поняття. Класифікація методів хроматографії в залежності від способу переміщення сорбатів вздовж шару сорбенту. Характеристика елюційного, фронтального витискаючого методу і електрохроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від механізму сорбції. Характеристика адсорбційної іонообмінної, осадкової, розпридільчої і гель-хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від агрегатного стану рухомої і нерухомої фаз. Характеристика газової хроматографії та її варіантів: газо-абсорбційної і газорідинної хроматографії. Сутність рідинної хроматографії і її варіантів: рідинно-рідинної, рідинно-адсорбційної хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від техніки хроматографічного розподілу. Характеристика колон очної паперової і тонкошарової хроматографії. Класифікація методів хроматографії в залежності від мети проведення хроматографічного аналізу.

Методи основані на явищі абсорбції і десорбції. Хроматографічні методи основані на неоднаковій здатності компонентів по різному поглинатись і виділятись, при проходженні суміші через абсорбент. Компоненти проходять через колонку, ті що поглинаються гірше переміщаються потоком далі по колонці, а ті що сорбуються міцніше відстають. Процес сорбції і десорбції повторюються багаторазово. Розрізняють такі види хроматографії:

Ø Адсорбційна

Ø Осадкова

Ø Розпридільча

Ø Окисно-відновна

Ø Комплексоутворююча

Ø Іонообмінна

Ø Паперова

Ø Газова хроматографія.

Адсорбційна хроматографія – основана на вибірковій адсорбції окремих компонентів суміші твердим порошкодібним адсорбентом (силікагель, активоване вугілля, молекулярні сита).

Осадкова хроматографія – основана на утворенні осадів при проходженні аналізуючої речовини через колонку з адсорбентом.

Розпрдільча хроматографія – основана на використанні процесів розприділення речовин між двома розчинниками, що не змішуються один з одним. Закон розприділення:

 

Kp=C1/C2

 

С1 – концентрація речовини в розчині,

С2 – концентрація речовини в розчиннику.

Виконується колонковим, паперовим і тонкошаровим методами, папір N 1–2 швидкий, папір Nc 3-4 повільніший.

Окисно-відновна хроматографія – основана на неоднаковій швидкості окисно-відновних реакцій, що протікають між речовинами, які містяться в колонці і іонами хроматографуючого розчину.

Адсорбційна комплексоутворююча – основана на використанні різних величин констант нестійкості комплексних сполук, що утворились.

Йонообмінна хроматографія – основана на обміні йонів між розчином і адсорбентом. Адсорбенти – це іонообмінні смоли, які являють собою неорганічні чи органічні сполуки, що містять активні групи здатні обмінюватись на іони, катіони, аніони. Катіообмінні смоли володіють рухомими катіонами і обмінюють їх на катіони з аналізую чого розчину. Вони містять активні групи COOH, SO3H, OH. При взаємодії розчину, який містить катіони металів з кат іонообмінною смолою проходить така реакція:

 

RCOOH + K = RCOOK + H

 

Катіонообмінні смоли марки КУ-1 та КБ-4.

Іонообмінні смоли – це анааніти містять активні групи, які здатні обмінюватись на аніон. NO3, NH3OH та інші. Реакція йоного обміну протікає за рівнянням:

 

RNH3OH + An = RNH3An + OH

 

Марки аніонітів АВ-17, АН-2.

Катніоніти настоюють при перемішуванні з 3% розчином хлоридної кислоти протягом 12 год, а потім промивають дистильованою водою. Аніоніти залишають на 12 год в №% розчині хлоридної кислоти, промивають дистильованою водою, обробляють 2-4 год 2% розчином NaOH і промивають водою. Сорбентом заповнюють колонку для хроматографування, на дно поміщають тампон, або скляну пористу пластинку, заповнюють адсорбентом з дистильованою водою і зверху тампон.