24.1: Вступ до кулометрії

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27471

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Кулометрія заснована на вичерпному електролізі аналіта. Під вичерпним ми маємо на увазі, що аналіт окислюється або повністю відновлюється на робочому електроді, або що він повністю реагує з реагентом, що утворюється на робочому електроді. Існує дві форми кулометрії: кулометрія з контрольованим потенціалом, при якій ми застосовуємо постійний потенціал до електрохімічної осередку, і кулометрія контрольованого струму, при якій ми пропускаємо постійний струм через електрохімічну комірку.

Під час електролізу загальний заряд Q в кулоні, який проходить через електрохімічну комірку, пропорційний абсолютній кількості аналіту за законом Фарадея

\[Q=n F N_{A} \label{intro1} \]

де n - кількість електронів на моль аналіту, F - константа Фарадея (96 487 C моль ^—1), а N _A - молі аналіту. Кулон еквівалентний a•сек; таким чином, для постійного струму i сумарний заряд дорівнює

\[Q=i t_{e} \label{intro2} \]

де t _e - час електролізу. Якщо струм змінюється з часом, як це відбувається в кулометрії з контрольованим потенціалом, то сумарний заряд дорівнює

\[Q=\int_{0}^{t_e} i(t) d t \label{intro3} \]

У кулометрії ми відстежуємо струм як функцію часу і використовуємо Equation\ ref {intro2} або Equation\ ref {intro3} для обчислення Q. Знаючи загальний заряд, ми потім використовуємо Equation\ ref {intro1} для визначення молей аналіту. Для отримання точного значення для N _А весь струм повинен окислювати або зменшувати аналіт; тобто кулометрія вимагає 100% ККД струму або точного вимірювання ККД струму за допомогою стандарту.

ККД струму - це відсоток струму, який фактично призводить до окислення або відновлення аналіта.