Електрогравіметричний метод аналізу

Електрогравіметричний метод – виділення речовин на електродах при дії постійного струму, отриманого від зовнішнього джерела. За законом Фарадея маса речовини, що виділяється при електролізі, пропорційна силі струму, часу і хімічному еквіваленту речовини.

Для виділення одного моля еквіваленту речовини потрібно близько 96500 кулонів електрики. Один кулон (1 Кл) – кількість електрики, що пройшла через провідник протягом 1с при силі струму в 1 А. Кількість речовини, що виділяється одним кулоном електрики, називають електрохімічним еквівалентом (Є), воно дорівнює молю еквівалента даної речовини, що ділиться на 96 500:

Є = Е/96500 = , г/(моль×Кл).

Внаслідок протікання побічних процесів маса речовини, що виділяється при електролізі, зазвичай менше теоретично обчисленої за законом Фарадея, тобто вихід за струмом (η) найчастіше менше 100%. Тому маса речовини, яка виділяється на електроді:

m = Є ×I ×t ×η або m = ⋅ I ×t× η,

де m – маса речовини; I – сила струму, А; t – час, с; Є - електрохімічний еквівалент, г/(моль×Кл); М – молярна маса речовини, яка виділяється на електроді, г/моль; η – вихід за струмом; n – число електронів, що беруть участь в електрохімічному процесі.

Електрогравіметрія знаходиться на стику електрохімічного і гравіметричного методів аналізу. На електроді виділяють метал і зважують. Таким чином визначають вміст металу в досліджуваному розчині.

Відомо два варіанти електрогравіметричних методів аналізу. Найбільш поширений, застосовується при визначенні макрокількостей речовини. Виділення речовини відбувається на електроді під дією джерела постійного струму. Другий метод – метод внутрішнього електролізу – менш поширений, застосовується при визначенні мікрокількостей речовини. У цьому варіанті постійний струм виникає при зануренні в розчин гальванічної пари. Джерело постійного струму не потрібно.

Електрогравіметричний метод широко застосовується в аналітичній практиці, особливо при визначенні кольорових металів та їх сплавів. Як джерело постійного струму використовують акумулятори й випрямлячі. Різниця потенціалів вимірюють за допомогою вольтметрів, силу струму – за допомогою амперметрів. Електроліз прискорюється при нагріванні і перемішуванні розчинів.

При електрогравіметричних методах зазвичай застосовують платинові електроди (сітчастий катод і згорнутий у спіраль анод) (рисунок 11.4).

а) б) в)

а – сітчастий катод і спіральний анод; б – конічний катод та спіральний анод;

в – катод у вигляді чаші, анод – дисковий

Рисунок 11.4 – Електроди для електрогравіметричного аналізу

При роботі з платиновими електродами слід дотримуватися наступних правил:

– для визначення металів, що утворюють при електроосадженні сплави з платиною (Zn, Sn, In), платинові електроди попередньо покрывают Cu и Cd, які легко усуваються з поверхні катоду;

– визначення не можна проводити в присутності Cl^–-іонів, що руйнують платину;

– для видалення продуктів електролізу слід застосовувати азотну кислоту або суміш НNO₃ + H₂SO₄ без домішки НСl;

– у процесі роботи з платиновими електродами не можна торкатися руками тих частин, які занурюються в розчин електроліту. Електроди беруть руками за їх верхні частини на відстані 1-2 см від кінця. Кінці електродів закріплюють в затискач (електродотримачі): анод (спіраль) – до позитивного полюсу (+); катод – до негативного (–).

– при установці катода його підводять знизу і закріплюють в затискач тримача так, щоб анод проходив точно через центр сітчастого циліндра і не торкався його поверхні. Кінчик спіралі повинен трохи виступати з-під сітчастого катоду.

Дата добавления: 2014-01-04