Analitika 1 Аналитическая химия, ее становление как наука, теоретические основы, значение, актуальность для практики, роль и основные задачи в системе наук

Методы электрохимического анализа на основе процессов, происходящих на электродах или между ними. Это изменяет ряд значений системы (потенциал, ток, электрическую емкость, сопротивление, емкость, электрическую проводимость или диэлектрические свойства). Поскольку эти количества пропорциональны концентрациям веществ, обнаруживаемых в растворе, или определяются их конкретными свойствами, их можно использовать для определения природы и количества этих веществ. Есть множество обобщений этих измеренных значений. Учитывая, что электрическая цепь занимает центральное место во всех методах электрохимического анализа, целесообразно основывать классификацию методов на процессах, происходящих на электродах. Исходя из этого, все методы электрохимического анализа делятся на три группы:
1) электрохимические методы, основанные на электродных реакциях (потенциометрия, вольтамперометрия: полиарография, амперометрия, хроноамперометрия, хронопотензиометрия, инверсионная вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия и др.);
2) методы, не зависящие от электродных реакций (низко- и высокочастотная кондуктометрия, диэлектрометрия);
3) методы, связанные с изменением двойного электрического слоя (тензампметрия, электросорбционный анализ).
Электрохимическая цепочка. Электролитический процесс можно рассматривать как гетерогенную реакцию переноса электронов. Электроны растворяются-транспортируется на границе электрода. Скорость реакции в такой гетерогенной системе определяется скоростью следующих шагов:
1) диффузия реагента к твердой поверхности;
2) абсорбция реагента на поверхности электрода;
3) перенос электронов по поверхности;
4) движение веществ на поверхности и в жидкой фазе;
5) диффузия продуктов реакции по поверхности и т. Д.
Все эти процессы наблюдаются в электролитическом стыке. Одним из двух типов электролитических соединений в целом является гальванический элемент, то есть соединение с внутренним напряжением. Реакции между химическими веществами в гальваническом элементе приводят к возникновению электрического тока. Например, если медную пластину погрузить в раствор нитрата цинка и сульфата меди в растворе нитрата цинка, соединенных поперечно-солевым мостиком, состоящим из нитрата цинка и сульфата меди (рис. 1), металлический цинк окисляется.
Zn-2eZn2 +,
Ион меди в растворе возвращается:
Cu2 ++ 2eCu
Окисление цинка составляет анодный процесс, а восстановление ионов меди - катодный процесс. Ток, возникающий в цепи в результате этих реакций, объясняется различием нормальных оксидных потенциалов окислительно-восстановительных пар, обеспечивающих соответствующие процессы, то есть:
Cu2 ++ 2eCu; E1 = Eo, 1 = 0,345 В;
Zn-2eZn2 +; E2 = -Eo, 2 =-0,792 В;
Cu2 ++ ZnCu + Zn2 +; E = E1-E2 =1,137 Б.
Кроме того, существует разность потенциалов между растворами веществ одной природы с разной концентрацией, соединенными друг с другом полупроводниковым пористым барьером.