Metody potenciometrické analýzy a jejich typy

Abychom získali lepší představu o tom, jaké metody potentiometrické analýzy jsou, proč existují a jaký je jejich účel, je třeba začít pochopit potenciometrii samotnou. To je to, co nyní děláme.

Potenciometrie

Vysvětlení začíná jakou potenciometrií je. To není samostatná oblast vědy nebo něco takového. Tento pododdíl zahrnuje soubor všech fyzikálně chemických výzkumných metod, které existují, ale s jedním malým stavem. To zahrnuje pouze ty, které jsou založeny na měření elektromotorické síly řetězů.

Tyto řetězce se skládají ze dvou hlavních prvků:

• indikační elektroda;
• referenční elektroda.

Aby bylo možné použít potenciometricky analýzy, je nutné nalézt závislost elektrochemické elektrody, nebo spíše jeho potenciálu na koncentraci iontů, nebo na jejich činnost. Tam je další situace, a říká, že potenciometry - to je část, která zahrnuje elektrochemické metody analýzy, založené na vybuzení látku elektrického pole a nutnost měření rovnovážné elektrodu.

Základy potenciometrie

Zakladatelem takové části analýzy jako potenciometrie je V. Nernst. V srdci potenciometrické metody analýzy leží rovnice, kterou v roce 1889 odvodil právě tento muž. Rovnice získaná společností Nernst sloužila k nalezení rovnovážných potenciálů elektrod. Ale krátce poté začala být potenciometrie rozšířena a začala být používána v takovém úseku, jako je analytická chemie.

V roce 1893 provedl vědec R. Berend první potenciometrickou titraci v lidské historii. V současné době je taková sekce potenciometrie široce používána v analytické a fyzikální chemii. Kromě toho existuje několik dalších oblastí použití potenciometrické metody analýzy.

Oblasti využití potenciometrie

Analytická a fyzikální chemie není, jak již bylo řečeno, jedinými oblastmi, kde potenciometrie našla svou aplikaci. Tato metoda analýzy je také široce používána v redoxometrii. Tato část kombinuje několik metod založených na měření potenciálů redukce oxidace a redukce v testovaném roztoku.

Potenciometrické metody analýzy se také používají v ionometrii. Toto je název pro odvětví přímé potenciometrie, jehož podstatou je určit koncentraci nebo aktivitu iontů v různých fázích. Za tímto účelem se používá iontově selektivní elektroda. Kromě toho ionometrie kombinuje všechny metody analýzy týkající se stanovení koncentrace. Za zmínku stojí také to, že tato část obsahuje také pH-metry, kationty a anionometry.

Další použití potenciometrické metody analýzy je potenciometrická titrace. Podstatou titrace je potřeba sledovat průběh titrační reakce a následné zjištění bodů ekvivalence.

Podstata potenciometrické metody analýzy

Podstatou potenciometrie a metodami analýzy této oblasti je měření rozdílu mezi elektromotorickou silou dvou elektrod. Jeden z nich měří a druhý pomocný. Navíc obě tyto elektrody musí být umístěny do studovaného roztoku.

Je velmi důležité poznamenat, že velikost elektromotorické síly silně závisí na teplotě. Z tohoto důvodu, všechna zařízení, které se používají pro analýzu, zejména pH-metr a ionometers navíc vybaveny teplotními kompenzátory, které je možné ovládat jak manuálně, tak i automaticky.

Stručně řečeno, potenciometrická metoda analýzy je založena na měření emf galvanických článků. Prostřednictvím těchto prvků rozumíme spojení dvou elektrod, z nichž jedna, jak již bylo zmíněno, je indikátorem a druhá je nutná pro srovnání.

Přímá potenciometrie

Klasifikace metod potenciometrické analýzy je poměrně jednoduchá a má pouze 2 body. A první podskupina je přímá potenciometrie. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že je nutné měřit přesnou hodnotu potenciálu elektrody, a najít rovnice Nernstův Activity potentsialoopredelyayuschego iontů v roztoku. Tato metoda se používá k nalezení pH vodných a nevodných roztoků. Kromě toho lze tuto metodu použít k nalezení pH pro produkční roztoky oligomerů.

Kromě toho se pro analýzu kyselých a zásaditých nečistot v dimethylformamidu používají potenciometrické metody pro analýzu přímé potenciometrie. Tato metoda může být také použita k určení chloridových iontů a kyselých složek v různých průmyslových řešeních.

Co se týče potenciometrické metody analýzy této skupiny, lze odpovědět tak - na měření přesných veličin. A z tohoto důvodu je jasné, proč tato metoda analýzy našla široké uplatnění v oblastech jako termodynamika, elektrochemie a chemické reakce.

Titrace

Podstata potenciometrické metody analýzy v této oblasti potenciometrické titrace je založena na potřebě stanovit bod ekvivalence v neutralizační reakci a také v sedimentační reakce a tvorbu komplexu, který bude znám po výsledcích potenciometrických měření. Poté se výsledná analýza bude přesně známa, je to Bod ekvivalence, což je bod ukončení reakce, bude možné najít neznámé množství látky v roztoku, který byl monitorován. To lze zjistit od spotřeby titrantu, jehož koncentrace je známa v přesných počtech.

Principy titrace

Princip potenciometrické metody analýzy - titrace - je následující. V blízkosti ekvivalence je obvykle silná změna nebo dokonce potenciální skok od indikační elektrody. Pevnost tohoto skoku bude záviset na síle titrovaného roztoku kyseliny nebo báze, stejně jako na koncentraci samotného roztoku. Pokud se provede titrace směsí různých kyselin, pak je možné pozorovat několik skoků v jedné reakci.

Při použití této metody se provádí proto, aby se čistě použity v případě potřeby k detekci koncový bod, se kterým je možné zjistit identitu analytu v roztoku v každé skupině. Přesto se tato metoda stala poměrně rozšířenou a má také své výhody, které ji příznivě odlišují od jiných metod analýzy.

Výhody potenciometrie

Mezi výhody potenciometrie lze obecně vyvodit následující body:

1. Vysoká přesnost analýz.
2. Vysoká citlivost měření.
3. Když hovoříme o titraci, metoda může být použita v zakalených nebo vícebarevných řešeních.
4. Použití přímé potenciometrické metody analýzy - rychlost a jednoduchost měření.
5. Jednou z velkých výhod je schopnost automatizovat proces titrace. Některá průmyslová zařízení se zabývají výrobou automatických autotitrátorů, které jsou vybaveny potenciometry. Výsledkem je malý autonomní komplex pro analýzu.

Tato metoda také odlišuje od ostatních, že je možné stanovit několik látek ve stejném roztoku bez jejich předběžného oddělení.

Vlastnosti a nevýhody potenciometrie

Pokud hovoříme o potenciometrii, stejně jako o metodách analýzy, můžeme rozlišit několik vlastností. Například potenciometrická titrace značně rozšiřuje možnost praktického použití této oblasti analýzy mezi nevodnými rozpouštědly. Tyto metody umožňují lidem najít obsah jednotlivých složek, které nemohou být individuálně titrována, stejně jako možnost analyzovat látku, která nerozpouští, nebo naopak, se rozkládá ve vodě.

Dalším důležitým rysem potenciometrických metod je to, že jsou označovány jako nedestruktivní skupina. Jinými slovy, analýza jedné z odporových metod nemají vliv na složení roztoku vzorku a ničí, přičemž směs se může dále používat bez jakýchkoliv problémů. Chyba měření při použití metody přímého potenciometru je pouze 2 až 10%. A pokud se použije potenciometrická titrace, pak je chyba dokonce od 0,5 do 1%.

Nevýhodu metody lze považovat za nemožné ji použít pro průběžné sledování a v některých případech není možné stanovit v roztoku příliš nízké koncentrace.

Výhody potenciometrické analýzy

Vědci rozlišují hlavní výhodu této metody je její rychlost, stejně jako jednoduchost, s níž se analýza provádí. Právě tyto dvě vlastnosti odlišují potenciometrii a metody její analýzy mezi ostatními.

Čas potřebný k nastavení vyvážení potenciálu Indikátor elektrody je poměrně malá, což zase umožňuje pohodlně studovat kinetiku reakce a reakce automatického řízení technologických procesů.

Pokud jsou mikroelektrody používány jako elektrody, je možné provádět měření ve vzorcích, jejichž objem je roven desetinné frakci cm3. Kromě toho existuje několik různých řešení, ve kterých lze měření provádět pomocí potenciometrie.

Existuje potenciometrická metoda pro analýzu vody, různé zakalené a barevné roztoky, stejně jako různé viskózní pasty. Jeho obrovská výhoda spočívá v tom, že při použití této metody není potřeba destilace nebo filtrace roztoku. A to v některých případech ušetří spoustu času.

Výhody potenciometrické titrace

Použití potenciometrických metoda titrační analýzy se vyznačuje těmito výhodami:

• Tato metoda umožňuje zcela odstranit subjektivní chyby, které jsou často spojeny s vizuálním sledováním řešení.
• Tato metoda je považována za citlivější. Jinými slovy, při stejných manipulacích umožňuje titrace stanovit méně koncentrované látky.
• Metoda navíc umožňuje provádět bezbarvovou titraci zakalených nebo barevných roztoků. To je velmi výhodné, jelikož v takových řešeních je například nemožné použít barevné indikátory.
• Tato metoda analýzy také umožňuje, aby osoba důsledně určovala směs látek ze stejné části roztoku.

Tyto výhody příznivě rozlišují titraci na pozadí jiných potenciometrických metod, a proto se používá poměrně široce.