• 22:22 – Типології соціальних груп: визначення, поняття і види 
  • 22:20 – Об'єктивність та ілюзії в книзі Рудольфа Арнхейма "Мистецтво і візуальне сприйняття" 
  • 22:20 – Дискурсивне інтуїтивне мислення - що це? 
  • 22:20 – Повсякденність - це що таке? 

Потенціометричні методи аналізу та їх типи

Щоб отримати більш повне уявлення про те, що таке потенціометричні методи аналізу, навіщо вони існують, і яке їх призначення, необхідно почати розбиратися з самої потенціометрії. Цим ми зараз і займемося.

Потенціометрія

Почати пояснення варто з того, що ж таке потенціометрія. Це не якась окрема галузь науки або щось в цьому роді. Даний підрозділ включає в себе сукупність всіх фізико-хімічних методів проведення досліджень, які існують, але з одним невеликим умовою. Сюди входять лише ті з них, які базуються на вимірюванні електрорушійної сили ланцюгів.


Дані ланцюги складаються з двох основних елементів:
  • індикаторного електрода;
  • електроду порівняння.
  • Для того щоб використовувати потенціометричний метод аналізу, необхідно знайти залежність електрохімічного електрода, а точніше, його потенціалу від концентрації іонів або ж від їх активності. Є ще одне положення, і воно говорить про те, що потенціометрія - це розділ, який включає в себе електрохімічні способи аналізу, які ґрунтуються на порушенні речовини електричним полем і необхідність проводити вимірювання рівноважного електрода.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Основи потенціометрії

    Основоположником такого розділу аналізу як потенціометрія є Ст. Нернст. В основі потенціометричного методу аналізу лежить рівняння, яке в 1889 році вивів саме ця людина. Отримане Нернстом рівняння служило для рівноважних електродних потенціалів, для їх знаходження. Але незабаром після цього, потенціометрія стала отримувати більш широке поширення і почала використовуватися в такому розділі як аналітична хімія.
    У 1893 р. вчений Р. Беренд провів перше в історії людини потенціометричне титрування. А в даний час такий розділ як потенціометрія досить широко застосовується в аналітичної і фізичної хімії. Крім того, існує ще кілька областей застосування потенціометричного методу аналізу.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Області використання потенціометрії

    Аналітична та фізична хімія - це, як ми говорили, не єдині області, де потенціометрія знайшла своє застосування. Даний метод аналізу також широко використовується в редокосометрии. Названий розділ об'єднує в собі декілька методів, які ґрунтуються на вимірюванні окисно-відновних потенціалів у досліджуваному розчині.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи
    Потенціометричні методи аналізу також використовуються і в іонометрії. Так іменують відгалуження прямої потенціометрії, суть якого полягає у визначенні концентрації або активності іонів в їх різних фазах. Для цього застосовується іонселективний електрод. Крім того, ионометрия об'єднує в собі всі методи аналізу, що відносяться до визначення концентрації. Також варто додати, що до цього розділу належить ще і рН-метрія, катіоно - і анионометрия. Ще одне використання потенціометричного методу аналізу - це потенціометричне титрування. Суть титрування полягає в необхідності спостереження за ходом реакції титрування і подальшого знаходження точок еквівалентності.

    Сутність методу потенціометричного методу аналізу

    Сутність потенціометрії, а також методів аналізу цієї галузі полягає у проведенні вимірювання різниці електрорушійної сили двох електродів. Один з них є вимірювальним, а інший - допоміжним. До того ж обидва ці електроди повинні бути поміщені в досліджуваний розчин.


    Дуже важливо відзначити, що величина електрорушійної сили сильно залежить від температури. З цієї причини всі прилади, які використовуються для проведення аналізу, зокрема рН-метри та іонометри додатково комплектуються температурними компенсаторами, які можуть управлятися як в ручному режимі, так і в автоматичному. Якщо говорити коротко, то потенціометричний метод аналізу заснований на вимірюванні ЕРС гальванічних елементів. Під цими елементами якраз і розуміють з'єднання двох електродів, один з яких, як говорилося раніше, індикатор, а інший необхідний для порівняння.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Пряма потенціометрія

    Класифікація методів потенціометричного аналізу досить проста і має всього 2 пункти. І перша підгрупа - це пряма потенціометрія. Суть даного методу полягає в тому, що необхідно виміряти точну величину електродного потенціалу, а після цього знаходити по рівнянню Нернста активність потенциалоопределяющего іона в розчині. Даний метод використовують для того, щоб знаходити рН водних і неводних розчинів. До того ж, цим способом можна знаходити і рН для виробничих розчинів олігомерів. Крім цього, потенціометричні методи аналізу прямої потенціометрії використовують для того, щоб проводити аналіз кислих і основних домішок у діметилформаміді. Також даний метод можна використовувати для визначення хлорид-іонів і кислотних компонентів у різних виробничих розчинах. На питання про те, на чому заснований потенціометричний метод аналізу цієї групи, можна відповісти так - на вимірюванні точних величин. А звідси стає ясним, чому даний спосіб аналізу знайшов своє широке застосування в таких областях як термодинаміка, електрохімічні, а також хімічні реакції.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Титрування

    Сутність методу потенціометричного методу аналізу в даній області потенціометричного титрування ґрунтується на необхідності визначення точки еквівалентності в реакції нейтралізації, а також у реакції осадження і комплексоутворення, які будуть відомі за підсумками проведення потенціометричних вимірювань. Після того як у результаті проведення аналізу стане точно відома ця сама точка еквівалентності, яка є точкою закінчення реакції, виявиться можливим знаходження невідомого кількості речовини в розчині, за яким ведеться контроль. Визначити це можна по витраті титранта, концентрація якого відома у точних числах.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Принципи титрування

    Принцип роботи потенціометричного методу аналізу - титрування полягає в наступному. Поблизу точки еквівалентності зазвичай відбувається сильне зміна або навіть стрибок потенціалу від індикаторного електрода. Сила даного стрибка буде залежати від сили титруемого розчину кислоти або основи, а також від концентрації самого розчину. Якщо ж проводити титрування сумішей різних кислот, то можна спостерігати кілька стрибків за одну реакцію. Використання даного методу здійснюється в суто прикладних цілях, коли необхідно виявити кінцеву точку титрування, за допомогою якої є можливість визначити приналежність аналізованого речовини в розчині до якої-небудь групи. Однак, незважаючи на це, даний спосіб отримав досить широке поширення, а також має свої переваги, які вигідно виділяють його серед інших методів аналізу.
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи

    Переваги потенціометрії

    Серед переваг потенціометрії, в цілому, можна виділити наступні пункти:
  • Висока точність проведених аналізів.
  • Висока чутливість вимірювань.
  • Якщо говорити про титруванні, то метод можна використовувати в каламутних або різнокольорових розчинах.
  • Використання прямого потенціометричного методу аналізу - швидкість і простота, проведених вимірювань.
  • Одне з великих переваг - це можливість автоматизації процесу титрування. Деякі промислові об'єкти займаються виробництвом автоматичних автотитраторов, які комплектуються потенціометрами. У підсумку виходить невеликий автономний комплекс для проведення аналізу.
  • Також вигідно відрізняє цей метод від інших те, що є можливість визначення кількох речовин в одному і тому ж розчині без їх попереднього розділення.

    Особливості та недоліки потенціометрії

    Якщо говорити про потенціометрії, а також про її методи аналізу, то можна виділити кілька особливостей. Приміром, потенціометричне титрування сильно розширює можливість практичного застосування даної галузі проведення аналізу серед неводних розчинників. Дані методи дозволяють людям знаходити вміст різних компонентів, які окремо неможливо титрувати, а також з'являється можливість проведення аналізу речовини, яка не розчиняється або, навпаки, розкладається у воді. Також важливою особливістю потенціометричних методів є те, що їх відносять до неразрущающей групі. Іншими словами, проведення аналізу одним з потенціометричних способів не впливає на склад аналізованого розчину і не руйнує його, внаслідок чого суміш можна використовувати надалі без будь-яких проблем. Похибка вимірювань при використанні прямого потенціометричного методу становить лише від 2 до 10%. А якщо використовувати потенціометричне титрування, то похибка і зовсім становить від 05 до 1%. Недоліком методу можна вважати те, що його неможливо застосовувати для безперервного контролю, а також в деяких випадках їм неможливо визначити занадто малі концентрації в розчині.

    Переваги потенціометричного методу аналізу

    Вчені виділяють основною перевагою цього методу його швидкість, а також простоту, з якою проводиться аналіз. Саме ці дві якості вигідно виділяють потенциометрию і методи її аналізу серед інших. Час, який потрібно, щоб встановилося рівновагу потенціалів індикаторного електрода, досить маленьке, що, в свою чергу, дозволяє із зручністю вивчати кінетичні реакції та реакції автоматичного контролю різних технологічних процесів. Якщо використовувати в якості електродів микроэлектроды, то стає доступним проведення вимірювань у пробах, обсяг яких дорівнює десятим часткам см3. Крім того, є кілька різних розчинів, в яких вимірювання можуть бути проведені за допомогою потенціометрії. Існує потенціометричний метод аналізу води, різних мутних і забарвлених розчинів, а також різних в'язких паст. Величезною перевагою є те, що при використанні названого методу немає необхідності в перегонці або фільтрації розчину. А це в деяких випадках дуже економить багато часу.

    Переваги потенціометричного титрування

    Використання потенціометричного методу аналізу титрування виділяється такими перевагами:
  • Даними метод дозволяє повністю виключити суб'єктивні помилки, які часто пов'язані з візуальним спостереженням за розчином.
  • Даний метод вважається більш чутливим. Іншими словами при тих же маніпуляціях титрування дозволяє визначати менш концентровані речовини.
  • Крім того, метод дозволяє без проблем проводити титрування в замутнених або кольорових розчинах. Це дуже зручно, так як застосовувати кольорові індикатори в таких розчинах, припустимо, неможливо зовсім.
  • Також даний метод аналізу дозволяє людині послідовно визначити суміш речовин з однієї і тієї ж порції розчину.
  • Дані переваги вигідно виділяють титрування на тлі інших потенціометричних методів, а тому він використовується досить широко.
    Цікаво по темі:
    Потенціометричні методи аналізу та їх типи
    • Коментують
    • Сьогодні
    • Читають