Тема 2.10. Полярографический метод анализа

Перечень вопросов к дифференцированному зачёту

Тема 2.8. Потенциометрический метод анализа

1. Индикаторный электрод - это:

Ответ: – Индикаторный электрод - это электрод, потенциал которого зависит от концентрации определяемого вещества. Индикаторный электрод не должен реагировать с компонентами раствора, поэтому для их изготовления применяют инертные токопроводящие материалы: благородные металлы (золото, платина, ртуть), углеродные материалы (графит, стеклоуглерод).

2. Электрод сравнения - это:

Ответ: – Электрод сравнения обладает постоянным и не зависящим от состава раствора потенциалом. Иногда даже не обязательно знать числовое значение потенциала, лишь бы оно не изменялось от опыта к опыту. Эти электроды должны иметь низкое электрическое сопротивление. Универсальным электродом сравнения является стандартный водородный электрод. На практике используются хлорсеребряный и каломельный электроды. Хлорсеребряный электрод состоит из серебряной проволоки покрытой слоем хлорида серебра и погруженной в раствор хлорида калия. В соответствии с уравнением Нернста E= 0 AgCl / Ag,Cl E - -0,059×lgа(Сl -), при постоянной концентрации хлорида величина потенциала остается постоянной. В основе работы каломельного электрода лежит окислительно-восстановительная реакция Hg2Cl2+2е›2Hg+2Cl-. При постоянной концентрации хлорида величина потенциала остается постоянной.

3. Потенциометрия основана на измерении:

Ответ:  – Потенциометрия основана на измерении электродного потенциала, величина которого зависит от активности определяемого вещества. Теоретической основой метода является уравнение Нернста Е=Е₀ + (0,059/ n) lg (а_ох /а_red)

4. Ионоселективные электроды – это чувствительные полуэлементы, потенциалы которых:

Ответ:  – Потенциал ионоселективного электрода зависит от lg активности определяемого иона, причем зависимость эта линейна. В состав большинства ионоселективных электродов входит полупроницаемая мембрана, представляющая собой тонкую пленку, отделяющую внутренний раствор (стандартный) от внешнего (анализируемого) и способную пропускать ионы одного вида.

5. Стеклянный рН-чувствительный электрод используется для определения:

Ответ:  - Стеклянный электрод используется для измерения рН – среды. Он имеет тонкую рН – чувствительную мембрану, изготовленную из специального стекла. Внутри электрода находится 0,1 М раствор HCl, насыщенный хлоридом серебра, и хлорсеребряный электрод сравнения. Потенциал такого электрода описывается уравнением E=const+0,059×lgа(Н+). В основе работы стеклянного электрода для измерения рН лежит ионообменное равновесие H + (раствор)›H + (стекло). Перед началом работы стеклянный электрод градуируют по стандартным буферным растворам (0,05 М раствор тетраоксалата калия, 0,05 М раствор гидрофталата калия, 0,01 М раствор тетрабората натрия и др.).

6. В прямой потенциометрии используются следующие методы расчета концентрации:

Ответ:  – В прямой потенциометрии чаще всего используется метод градуировочного графика. Готовят серию стандартных растворов определяемого вещества и измеряют величину электродного потенциала и строят график зависимости величины потенциала от lg концентрации стандартного раствора. Измеряют величину электродного потенциала анализируемого раствора и по графику находят концентрацию вещества. Кроме того, используют метод добавок, который заключается в том, что измеряют потенциал электрода в анализируемом растворе до и после введения известного объема стандартного раствора. Затем рассчитывают концентрацию определяемого вещества.

7. Потенциометрическое титрование используется для:

Ответ: – Потенциометрическое титрование используется для определения точки эквивалентности. Метод основан на регистрации изменения потенциала индикаторного электрода в процессе химической реакции между определяемым веществом и титрантом. Обычно в процессе титрования измеряют потенциал индикаторного электрода после добавления определенного объема титранта к анализируемому раствору. Скачкообразное изменение потенциала индикаторного электрода происходит в области КТТ, т.е. в области точки эквивалентности.

8. В прямой потенциометрии определение концентрации вещества проводят:

Ответ:  – В методе прямой потенциометрии измеряют ЭДС 5-7 эталонных (стандартных) растворов с известным содержанием определяемого вещества и строят градуировочный график в координатах ЭДС – lgс (с – концентрация вещества в эталонном растворе). Затем измеряют ЭДС анализируемого раствора и по градуировочному графику находят концентрацию определяемого вещества.

9. В качестве электродов сравнения используют:

Ответ: – Электрод сравнения (стандартный электрод) должен иметь постоянный и не зависящий от состава раствора потенциал. В качестве таких электродов используют хлоридсеребряный и каломельный электроды. Хлоридсеребряный электрод состоит из стеклянной трубки, в которой находится серебряная проволока, покрытая слоем хлорида серебра и погруженная в раствор хлорида калия. Контакт такого электрода с анализируемым раствором осуществляется через мостик из асбестовой нити (фитиль), смоченной раствором хлорида калия.

Тема 2.9. Электрогравиметрический и кулонометрический

Методы анализа

10. Кулонометрический метод анализа основан на измерении:

Ответ:  – Кулонометрический метод основан на измерении количества электричества, протекающего через электрохимическую ячейку при электрохимическом окислении или восстановлении на рабочем электроде. Теоретической основой является объединенный закон Фарадея. Математическое выражение его m= (M / nF) *Q, где m – масса вещества, окисленного или восстановленного в процессе электролиза; M – молярная масса вещества; n – число электронов, участвующих в электрохимической реакции; F – число Фарадея (9,6·104 Кл/моль); Q – количество электричества.

11. Количество электричества при кулонометрическом определении проводят с помощью прибора:

Ответ:  – Количество электричества определяют с помощью химического интегратора тока, который называют кулонометр. Кулонометром называется электрохимическая ячейка, подключаемая последовательно с кулонометрической ячейкой, в которой при замыкании электрической цепи со 100% выходом по току протекает электрохимическая реакция.

Кулонометры бывают: 1) фотометрические – количество электричества определяют по оптической плотности окрашенного раствора; 2) гравиметрические – количество электричества определяют по увеличению массы катода; 3) газовые – количество электричества определяют по объему газа, выделившегося при электролизе (1Кл=0,1791см3 смеси Н2 и О2); 4) титрационные – количество электричества определяют путем титрования продукта электродной реакции.

12. Прямая кулонометрия проводится:

Ответ:  - Прямое кулонометрическое определение обычно проводят при постоянном потенциале. Если на рабочем электроде протекает электрохимическая реакция, то сила тока с течением времени уменьшается.

13. Кулонометрическое титрование проводится:

Ответ:  - Измерение в кулонометрическом титровании проводят при постоянной силе тока. Количество электричества при таком режиме измерения равно произведению силы тока на время электролиза.

14. В кулонометрическом титровании титрант:

Ответ:  - Титрант в кулонометрическом титровании получают в электрохимической ячейке в результате электрохимической реакции, протекающей на рабочем электроде. Например, при титровании тиосульфата натрия раствор иода получают путем генерации иодида калия на рабочем электроде.

Тема 2.10. Полярографический метод анализа

15. Зависимость величины диффузионного тока от концентрации вещества выражает:

Ответ: – В классической полярографии зависимость диффузионного тока от концентрации электроактивного вещества в растворе описывается уравнением Ильковича I _d = K ∙с, где Id – сила диффузионного тока (мкА); K – коэффициент, который равен 607nD^1/2·m ^2/3·τ ^1/6 (n – число электронов, участвующих в электрохимической реакции; D – коэффициент диффузии вещества (см2 /с); m – скорость вытекания ртути (мг/с); t – время жизни капли (с)), с – концентрация электроактивного вещества (ммоль/л).

16. При амперометрическом титровании солей свинца раствором сульфата натрия после точки эквивалентности сила тока:

Ответ:  – При титровании электроактивного вещества соли свинца неэлектроактивным сульфатом натрия после точки эквивалентности сила тока остается постоянной, так как все ионы свинца оттитрованы.

17. При амперометрическом титровании сульфата натрия солями свинца (электроактивный титрант) после точки эквивалентности сила диффузионного тока:

Ответ:  – При титровании сульфата натрия электроактивным титрантом после точки эквивалентности сила тока будет возрастать, так как растет концентрация ионов свинца.

18. В качестве фонового раствора при полярографическом определении используется:

Ответ:  – Уменьшение миграционного движения ионов может быть осуществлено добавкой в раствор концентрированных растворов посторонних индифферентных ионов, которые восстанавливаются при более отрицательных потенциалах, чем определяемый ион, и поэтому не мешают процессу полярографии.

19. Кривая амперометрического титрования – это графическая зависимость:

Ответ:  – При амперометрическом титровании строят кривые титрования, которые представляют собой графическое изображение изменения силы тока в зависимости от объема прибавляемого титранта. Форма кривых амперометрического титрования зависит от природы титруемого вещества и титранта.

20. Количественный полярографический анализ основан на:

Ответ:  – Количественный полярографический анализ основан на измерении диффузионного тока как функции концентрации полярографически активного определяемого вещества. Концентрацию определяемого вещества находят методами градуировочного графика, добавок стандарта, стандартных растворов. В методе стандартных растворов концентрация стандартного раствора должна быть близка к концентрации анализируемого раствора, что делает погрешность определения минимальной.