24.1: Вступ до кулометрії

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 24: Кулометрія
- 24.2: Кулометрія з контрольованим потенціалом

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

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.