Berdaq nomidagi qoraqalpoq davlat universiteti kimyo-texnologiya fakulteti fizikaviy va kolloid kimyo kafedrasi

Kurs ishining maqsadi va vazifasi. Kulonometriya usuli faqatgina modda massasini aniqlash uchun emas,balki turli fazalardagi (qattiq,suyuq,gaz) reaksiyalarning stexiometriyasi va kinetikasini tekshirish, elektrkimyoviy jarayonlarda hosil bo’ladigan moddalarning tabiatini aniqlash, kam eruvchan moddalar va kompleks birikmalarning tarkibini, metallar korroziyasini o’rganish kabi maqsadlarda qo’llanilishini taminlaydi.
Kulonometriya usuli standartlar talab qilmaydigan mutlaq usuldir.Bu usulda asboblarni darajalash uchun standart namunalar talab qilinmaydi.Kulonometrik titrlashni amalga oshirish uchun ham boshqa usullardagi singari standart eritmalarga zarurat yo’q. Kulonometrik titrlashning odatdagi titrlash usulidan farqlanadigan ko’p tomonlari bor. Jumladan, bu usul bilan analiz ishlari olib borilganda, oldindan ishchi eritma tayyorlab, uning konsentratsiyasini aniqlash kabi ishlarga ehtiyoj qolmaydi. Shuningdek, oddiy sharoitda titrlash mumkin bo’lmaydigan moddalarni kulonometrik titrlash orqali nisbatan tez va aniq tahlil qilish mumkin. Har xil oksidlovchi moddalarni 2 valentli qalay (Sn⁺²), 1 valentli mis (Cu⁺), 2 valentli xrom (Cr⁺²) ionlarini eritmada generatsiyalab, oson aniqlasa bo’ladi. Xususan, qaytaruvchi komponentlar, ya’ni 3 valentli mishyak (As⁺³) va surma (Sb⁺³), 2 valentli temir (Fe⁺²), 1 valentli talliy (Tl⁺¹) kabilarni titrlashda eritmada generatsiyalangan brom,yod,ferrasionid va shunga o’xshash moddalar juda qo’l keladi.
I.Asosiy qism.
I.1.Kulonometriya.
M.Faradey elektrolit eritmasidan tok o’tganda ajralib chiqqan modda miqdorining sarflangan elektr miqdoriga (kulon) bog’liqligi haqidagi yaratgan qonunlari kulonometriya usulining asosini tashkil etadi.
Kulonometriya usulning sezuvchanligi ham boshqa usullarga nisbatan ancha yuqori.
Bu usulning aniqligi ham quyidagi shartlar bajarilganda nihoyatda kattadir: 1) elektrolizga sarflangan tokning samaradorligi 100% ni tashkil etishi yoki u qat’iy aniq bo’lishi kerak; 2) elektr miqdorini baholashning aniq usuli bo’lishi kerak; 3) elektr kimyoviy yoki kimyoviy reaksiyaning tugash lahzasini to’g’ri topish imkoni bo’lishi zarur.
Kulonometrik analiz usuli yuqorida aytilganidek, elektrod sirtida oksidlanadigan yoki qaytariladigan elektr aktiv moddaning massasi (m) bilan elektr miqdori (Q) orasidagi bog’lanishni ifodalovchi Faradeyning birlashgan qonunlariga asoslangan:
m=IτM/nF yoki m=IτЭ/F
bu yerda, M-oksidlanadigan (qaytariladigan) elektr aktiv moddaning molyar massasi, g; n-moddaning osidlanishi yoki qaytarilishida ishtirok etadigan elektronlar soni; F- Faradey soni, 96483 Kl; m-elektroaktiv moddaning massasi, g; Q-elektr miqdor, Kl,
Q=Iτ
bu yerda, I-tok kuchi, A yoki mA; τ-vaqt, sekund.
Elektrolizda elektrolitik bo’g’inga muayyan kuchlanish (potensial) yoki tok kuchi beriladi.Shunga ko’ra kulonometrik tahlil usullari potensiostatik yoki amperostatik (galvonastatik) usullarga bo’linadi.
Potensiostatik kulonometriyada ishchi elektrodining potensiali tahlil jarayonida nazorat qilinadi (doimiy saqlanadi yoki biror qonuniyat bo’yicha o’zgartirib turiladi). Galvanostatik kulonometriyada elektroliz davrida ishchi elektrodi va eritmadan o’tuvchi tok kuchi o’zgarmas saqlanadi. Kulonometriyaning har ikkala ko’rinishi ham bevosita va bilvosita usullarga bo’linadi. Potensiostatik kulonometriya o’z navbatida bevosita potensiostatik kulonometriya, elektr garvimetriya, ichki elektroliz va potensiostatik kulonometrik titrlash usullariga bo’linadi. Bevosita potensiostatik kulonometriyada ishchi elektrodiga potensial maxsus potensiostat yoki boshqa kuchlanish manbaidan tegishli nazorat qilinadigan aniqlikda beriladi.
Elektr gravimetriya va ichki elektroliz usullarida tok ham, kuchlanish ham nazorat qilinmaydi. Shuning uchun ham ular kulonometriyaning tok va kuchlanish nazorat qilinmaydigan usullari deb qaraladi. Potensiostatik tartibda kulonimetrik titrlash cheklangan darajada qo’llaniladi. Bu usulning gazlarni avtomatik aniqlash maqsadida ishlatiladigan ko’rinishi mavjud bo’lib, unda hosil qilinadigan titrant vaqt birligida gaz oqimidagi aniqlanadigan modda bilan reaksiyaga kirishsa, o’lchanadigan tok shu moddaning konsentratsiyasiga mos bo’ladi. Muvozanat davrida reaksiyaga kirishuvchi moddalarning massalari o’zaro ekvivalent miqdorda bo’lishi kerak.
Galvanostatik kulonometriya usuli bevosita galvanostatik kulonometriya, inversion kulonometriya, galvanostatik kulonometrik titrlash va elektr gravimetriya usullariga bo’linadi. .Bevosita galvanostatik kulonometriyada ishchi elektrodiga o’zgarmas tok galvonostat (G) yordamida beriladi.Galvanostat bo’g’inga beriladigan tok kuchi qiymatini yuqori aniqlik bilan o’zgarmas qiymatda saqlay olishi kerak
Tokning qiymati o’zgarmas holda saqlansa, elektr miqdorini hisoblash aniqligi yuqori bo’ladi.Agar buning imkoni bo’lmasa, elektr miqdori kulonometrlar yoki integratorlar yordamida aniqlanadi.