Elektrogravimetrija in redoks titracija
Elektrogravimetrija in redoks titracija
Elektrogravimetrija in redoks titracija
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Elektrogravimetrija</strong><br />
<strong>in</strong> <strong>redoks</strong> <strong>titracija</strong><br />
Tamara Vujanič Vujani<br />
Kaj je elektrogravimetrija?<br />
Je metoda za ločevanje lo evanje ionov, običajno obi ajno kov<strong>in</strong> od<br />
substance <strong>in</strong> določevanje dolo evanje količ<strong>in</strong>e koli <strong>in</strong>e le-teh. le teh.<br />
Osnovana je na kvantitativni elektrokemijski redukciji ( ki<br />
povzroča, povzro a, da se analit odlaga na katodi) ali oksidaciji<br />
snovi. Sodi med direktne oz. absolutne tehnike <strong>in</strong> se<br />
odlikuje po visoki natančnosti.<br />
natan nosti.<br />
Merjena snov se med elektrolizo izloči izlo i na elektrodi v<br />
trdni obliki, kot kov<strong>in</strong>a ali oksid. Maso izločene izlo ene snovi<br />
določimo dolo imo s tehtanjem.<br />
Katoda je tehtana pred <strong>in</strong> po eksperimentu, razlika v teži te i<br />
pa se uporablja za izračun izra un množ<strong>in</strong>e mno <strong>in</strong>e analita v raztop<strong>in</strong>i.<br />
Kontrola potenciala elektrode je potrebna za zagotovilo,<br />
da je bila snov, ki se je nalagala na elektrodi, res samo<br />
kov<strong>in</strong>a, ki smo jo analizirali.<br />
1
Razlika med elektrogravimetrično<br />
elektrogravimetri no<br />
metodo <strong>in</strong> potenciometrijo<br />
Elektrogravimetrična Elektrogravimetri na metoda zahteva, da se tok razvije v<br />
celici, ki vsebuje analit, medtem, ko mora biti tok pri<br />
potenciometriji vzdrževan vzdr evan na zanemarljivo majhnem<br />
nivoju.<br />
Analit se pri elektrogravimetriji kvantitativno preoblikuje v<br />
novo oksidacijsko stanje, medtem ko je pri<br />
potenciometriji uč<strong>in</strong>ek u <strong>in</strong>ek merljivosti koncentracije analita<br />
običajno obi ajno neopazen.<br />
V več<strong>in</strong>i ve <strong>in</strong>i primerov gre pri elektrogravimetriji za<br />
elektrolitske celice, pri potenciometriji pa gre za<br />
galvanske celice.<br />
Končna Kon na meritev pri elektrogravimetrijski analizi je lahko<br />
masa produkta, ki elektrolitsko nastane iz analita, ali pa<br />
količ<strong>in</strong>a koli <strong>in</strong>a naboja, ki je potrebna za prehod analita v novo<br />
oksidacijsko stanje. Pri potenciometriji pa je kot končna kon na<br />
meritev celični celi ni potencial.<br />
Potencialne selekcije<br />
elektrolitskih metod<br />
Elektrolitske metode ponujajo možnosti mo nosti za dobre odločitve odlo itve glede<br />
separacij za ločevanje lo evanje <strong>in</strong> določevanje<br />
dolo evanje številnih tevilnih ionov.<br />
DELOVNA ELEKTRODA: je ponavadi katoda, na kateri se nalaga<br />
kov<strong>in</strong>a. Potencial te elektrode lahko spremljamo samo preko<br />
spremembe elektrodnega potenciala celice.<br />
Spremembe elektrodnega potenciala celice pa ne vplivajo samo na<br />
potencial katode, temveč temve tudi na anodni potencial, IR padec <strong>in</strong><br />
celotni potencial. Ed<strong>in</strong>a uporabna pot za dosego ločitve lo itve zvrsti,<br />
katerih potencial se sprem<strong>in</strong>ja za deset<strong>in</strong>e volta, je neprestano<br />
merjenje potenciala katode, glede na reference elektrode z znanim znanim<br />
potencialom.<br />
Elektrodni potencial celice, je lahko uravnavan z ohranjanjem<br />
potenciala katode na željenem eljenem nivoju.Tako vrsto analize imenujemo<br />
elektroliza z nadzorovanim potencialom katode, delovne elektrode.<br />
elektrode<br />
2
Elektrogravimetrične Elektrogravimetri ne metode<br />
Pri več<strong>in</strong>i ve <strong>in</strong>i uporab elektrogravimetričnih elektrogravimetri nih metod, se kov<strong>in</strong>a<br />
nalaga na tehtani plat<strong>in</strong>asti katodi, sprememba v<br />
povečavi pove avi mase pa je vnaprej določena. dolo ena.<br />
Pomembna izjema pri tem postopku, je kopičenje kopi enje sv<strong>in</strong>ca<br />
na anodi, kot sv<strong>in</strong>čev sv<strong>in</strong> ev dioksid na plat<strong>in</strong>i <strong>in</strong> kopičenje kopi enje<br />
klorida prav tako na anodi kot srebrov klorid na srebru.<br />
Obstajata dva glavna tipa elektrogravimetričnih<br />
elektrogravimetri nih<br />
metod:<br />
1. elektrogravimetrija brez nadzora potenciala delovne<br />
elektrode: doveden potencial celici vzdržujemo vzdr ujemo na bolj ali<br />
manj konstantnem nivoju, to pa zagotavlja primeren tok<br />
za zaključek zaklju ek elektrolize v ustreznem času. asu.<br />
2. potenciometrična potenciometri na metoda oz. elektrogravimetrija z<br />
nadzorovanim potencialom katode ali anode odvisno od<br />
tega ali je delovna elektroda katoda ali anoda.<br />
<strong>Elektrogravimetrija</strong> brez nadzora<br />
potenciala delovne elektrode<br />
Elektrolitski procesi pri katerih ni nobene potrebe po<br />
kontroli potenciala delovne elektrode, omogočajo omogo ajo<br />
uporabo cenejše cenej e opreme <strong>in</strong> laboratorijskih pripomočkov<br />
pripomo kov<br />
<strong>in</strong> ne zahtevajo velikega nadzora samega procesa. V teh<br />
procesih se potencial, ki je dovajan skozi celico, ohranja<br />
na bolj ali manj konstantnem nivoju, ves čas as elektrolize.<br />
3
PRINCIP DELOVANJA<br />
Slika kaže ka e tipično tipi no celico<br />
za kopičenje kopi enje oz.<br />
odlaganje kov<strong>in</strong>e na trdni<br />
elektrodi. Ponavadi je<br />
delovna elektroda<br />
plat<strong>in</strong>asta mreža mre a v obliki<br />
cil<strong>in</strong>dra, 2-3cm 2 3cm v premeru<br />
<strong>in</strong> 6cm v dolž<strong>in</strong>i. dol <strong>in</strong>i.<br />
Običajno Obi ajno zavzame anoda<br />
obliko trdnega<br />
plat<strong>in</strong>astega mešala, me ala, ki je<br />
nameščeno name eno v notranjosti<br />
<strong>in</strong> povezano s katodo<br />
skozi zunanji obroč. obro<br />
FIZIČNE FIZI NE LASTNOSTI<br />
ELEKTROLITIČNIH ELEKTROLITI NIH OBORIN<br />
Idealno elektrolitsko kopičena kopi ena kov<strong>in</strong>a, bi morala biti<br />
izredno sprijeta, kompaktna, gosta <strong>in</strong> gladka tako, da jo<br />
lahko speremo, osušimo osu imo <strong>in</strong> stehtamo brez kakršne kakr ne koli<br />
mehanične mehani ne izgube ali morebitne reakcije z atmosfero.<br />
Dobre kov<strong>in</strong>ske usedl<strong>in</strong>e na elektrodi so drobno zrnate,<br />
imajo kov<strong>in</strong>ski lesk, so porozne ali pa luskaste obor<strong>in</strong>e,<br />
ki pa so manj čiste iste <strong>in</strong> manj sprijete.<br />
4
Elektroliza pri konstantnem potencialu<br />
celice je omejena z ločitvijo lo itvijo lahko<br />
reduciranih kationov od tistih, ki se<br />
težje te je reducirajo kot hidridni ion ali<br />
nitratni ion.<br />
Slika kaže ka e spremembe toka, IR padec<br />
<strong>in</strong> katodni potencial v času asu elektrolize v<br />
celici. Analit tukaj je Cu(II) v raztop<strong>in</strong>i,<br />
ki vsebuje presežek prese ek kisl<strong>in</strong>e.<br />
Zgornji graf: R je uravnavan tako, da je<br />
doveden potencial celici približno pribli no -<br />
2.5V, ki zagotavlja tok 1.5A.<br />
Elektrolitsko kopičenje kopi enje bakra na<br />
elektrodi je zaključeno zaklju eno pri tem<br />
potencialu.<br />
Spodnji graf: IR padec se med reakcijo<br />
neprestano manjša. manj a. Razlog za to, je<br />
prvotno v koncentraciji polarizacije<br />
katode, ki omejuje stopnjo pri kateri<br />
bakrovi ioni prehajao na površ<strong>in</strong>o povr <strong>in</strong>o<br />
elektrode <strong>in</strong> omogočajo omogo ajo tok.<br />
UPORABA<br />
Potenciometrična Potenciometri na metoda<br />
Delovna elektroda je katoda, na kateri se analit odlaga<br />
kot kov<strong>in</strong>a. Razlaga te metode za delovno elektrodo, ki<br />
jo predstavlja anoda, je rahlo obsežnej obse nejša, a, ker se na<br />
elektrodi pojavijo usedl<strong>in</strong>e nekov<strong>in</strong>.<br />
5
PRINCIP DELOVANJA<br />
Za ločevanje lo evanje zvrsti preko elektrodnege potenciala, ki se<br />
razlikuje za samo nekaj deset<strong>in</strong> volta, je potrebno<br />
uporabiti bolj dovršen dovr en pristop, kot za prejšnjo prej njo opisano<br />
metodo.<br />
Takšne Tak ne tehnike zahtevamo, kadar je koncentracija<br />
polarizacije na elektrodi nekontrolirana <strong>in</strong> povzroči povzro i tako<br />
negativno spremembo potenciala elektrode, da se začne za ne<br />
istočasno isto asno nalaganje prisotnih zvrsti na elektrodo, še e<br />
preden se konča kon a depozit analita.<br />
Veliki negativni spremembi potenciala katode, se lahko<br />
izognemo z vpeljavo tro-elektrodnega tro elektrodnega sistema<br />
PRINCIP DELOVANJA<br />
Kontakt C je po<br />
potrebi uravnavan,<br />
glede na ohranitev<br />
potenciala delovne<br />
elektrode na<br />
konstantnem nivoju.<br />
6
ELEKTRODE<br />
Običajno Obi ajno je v elektrogravimetriji delovna elektroda<br />
kov<strong>in</strong>ka mrežica mre ica v obliki cil<strong>in</strong>dra. Elektrode so ponavadi<br />
plat<strong>in</strong>aste, tudi bakrene, meden<strong>in</strong>aste <strong>in</strong> občasno ob asno tudi iz<br />
drugih kov<strong>in</strong>. Plat<strong>in</strong>aste elektrode imajo prednost, da so<br />
nereaktivne <strong>in</strong> jih lahko žarimo arimo za odstranjevanje mastne<br />
snovi, organske snovi ali pl<strong>in</strong>ov, ki imajo lahko kvaren<br />
uč<strong>in</strong>ek <strong>in</strong>ek na fizične fizi ne lastosti snovi, kov<strong>in</strong>e, ki se kopiči kopi i na<br />
elektrodi.<br />
Nekatere kov<strong>in</strong>e, kot so bizmut, c<strong>in</strong>k ali galij, se ne<br />
moreje neposredno nalagati na plat<strong>in</strong>o, ne da bi<br />
povzročili povzro ili trajno škodo kodo na elektrodi. Posledično,<br />
Posledi no,<br />
plat<strong>in</strong>asto elektrodo vedno najprej obdamo s plastjo<br />
bakra, preden začnemo za nemo z elektrolizo teh kov<strong>in</strong>.<br />
ŽIVOSREBROVA IVOSREBROVA KATODA<br />
Takšna Tak na živosrebrova<br />
ivosrebrova<br />
katoda, kot je na sliki, je<br />
še e posebej uporabna za<br />
odstranjevanje<br />
predhodno lahko<br />
reduciranih elementov v<br />
analizi. Na primer: baker,<br />
nikelj, kobalt, srebro <strong>in</strong><br />
kadmij se ločijo lo ijo na<br />
elektrodi od ionov, kot so<br />
alum<strong>in</strong>ij, titan, alkalijske<br />
kov<strong>in</strong>e, sulfati <strong>in</strong> fosfati.<br />
7
VRSTE ELEKTROLIZE:<br />
Elektroliza pri konstantni<br />
napetosti<br />
Elektroliza s konstantnim<br />
tokom<br />
Elektroliza s konstantnim<br />
potencialom delovne<br />
elektrode<br />
Elektroliza<br />
UPORABA<br />
ELEKTROLIZE:<br />
Je velikega pomena za<br />
<strong>in</strong>dustrijo (galvanski<br />
procesi, elektrokemijsko<br />
pridobivanje <strong>in</strong> čiščenje enje<br />
kov<strong>in</strong>) v analizni kemiji pa<br />
se uporablja predvsem za<br />
elektrogravimetrično<br />
elektrogravimetri no<br />
analizo <strong>in</strong> elektrolitske<br />
separacije.<br />
8
Change language