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

I.2.Kulonometrik analiz usulining mohiyati.
Inversion galvanostatik kulonimetriyada tahlil qilinadigan modda (metall) elektrod sifatda qaytariladi (cho’ktiriladi). So’ngra anod tokida elektroliz qilinib, uning salmog’i elektr miqdori yordamida bevosita hisoblanadi.
Kulonometrik titrlashda titrant elektroliz natijasida hosil qilinadi.Bu usulda moddaning miqdorini aniqlash uchun titrant hosil qilishda sarflangan elektr miqdori qiymatidan foydalaniladi.Moddaning massasi
m=IτM/nF
tenglama yordamida hisoblanadi.
Agar titrant aniqlash o’tkazilayotgan eritmaning bevosita o’zida hosil qilinsa, usul ichki generatsiyali kulonometrik titrlash deb, boshqa idishda hosil qilinib, aniqlanadigan modda eritmasiga kiritilsa,usul tashqi generatsiyali kulonometrik titrlash deb yuritiladi. Kulonometrik titrlashda ohirgi nuqta turli xil usullar ( potensiometrik, amperometriya, biamperometriya, fotometriya va hk.) yordamida aniqlanadi.
Hozirda kulonimetriyaning yangi usullari ishlab chiqilgan.Bular jumlasiga, differesial kulonometriya, inversion kulonometriya, xronokulonometriya, kulonopotensiometriya va boshqalarni kiritish mumkin.Bu usul tahlil uchun kam vaqt talab etadi, ularning aniqlik darajasi ancha yuqori.
Kulonometrik tahlil usuli M.Faradeyning elektroliz qonunlariga asoslanganligi uchun unga elektrolitik bo’g’inda sodir bo’ladigan elektroliz hodisalari xosdir.
Elektroliz sodir bo’lishi uchun elektrodlarga muayyan potensial yoki o’zgarmas tok beriladi.
Elektrodlarga berilgan potensial eritmadagi moddani elektrolizga uchratadi va oqibatda zanjirda tok yuzaga keladi.Bu tok o’lchash asosida moddaning miqdorini aniqlash mumkin. Yuqorida qayd qilinganiday, kulonometrik tahlil o’tkazishda quyidagi shart bajarilishi lozim: 1)elektroliz sharoitida faqat tekshiriladigan moddaning elektr kimyoviy reaksiyasi sodir bo’lishi, ya’ni sarflangan tok kuchi to’lig’icha aniqlanadigan modda elektroliziga sarflanishi kerak. Bu vaqt generatsiya tokining samaradorligi 100% yoki qat’iy aniq bo’lishi kerak. Buni nazorat qilish uchun eritmadagi barcha moddalarning voltamper egri chiziqlari o’rganiladi.Generatsiya tokining samaradorligi voltamper egri chiziqlari asosida



Ifoda yordamida baholanadi;2)elektr kimyoviy (bevosita usul) va kimyoviy (kulonometrik titrlash) reaksiyalarning tugash (oxirgi nuqta ) lahzasi yetarli aniqlik bilan topilishi shart; 3) elektr kimyoviy reaksiyaga kirgan aniqlanadigan moddaning massasini topish uchun elektr miqdorini aniqlash usuli mavjud bo’lishi kerak. Buning uchun turli xil kulonometr, elektron integrator ba boshqa asboblar ishlatiladi.
Elektrolizni 100% li tok samaradorligida o’tkazish uchun eritmaga elektroliz sharoitida elektr aktiv bo’lmagan modda qo’shiladi. Bu modda befarq (inert, indefferent) elektrolitdan iborat bo’lib, u fon elektroliti deb yuritiladi.
Fon elektroliti eritmaning qarshiligini imkon boricha kamaytirishi kerak.Elektroliz eritmalardan o’tkazilganda erituvchi (suv, suvsiz erituvchilar ) ham elektroliz sharoitida befarq bo’lishi kerak. Odatda, erituvchining konsentratsiyasi unda erigan moddaning konsentratsiyasidan beqiyos katta bo’lganligi uchun uning elektrodlarda parchalanishi erigan moddalarning parchalanishini cheklaydi.
Shuing uchun ham elektrodlarga erituvchining parchalanish potensiallari orasidagi kuchlanishgina beriladi. Kulonometrik vosita turlari. Odatda, ,,miqdoriy‘‘ kulonometr vositasida o’lchashlar olib borilganda katod, elektroliz paytida yengil ajraladigan metall (masalan kumush) tuzi eritmasi solingan g’ovaksimon devorli idishga o’rnatiladi. Anod va katod plastinkalar ham shu metalldan tayyorlangan bo’ladi. Bunday kulonometrda katodga o’tirgan metallning og’irligi sarf qilingan tok miqdoriga mutanosib bo’ladi.
,,Hajmiy‘‘ kulonometrik analiz usuli, odatda, elektroliz jarayoni natijasida eritmada gaz moddasi hosil bo’ladigan holatlarda ishlatiladi, H₂ va O₂ sodir bo’lishida. Bunday hosil bo’lgan gazlarning hajmiy miqdorlari sarf bo’lgan tok miqdoriga bog’liqdir. Hajmiy kulonometrik analiz platina elektrodlar kovsharlangan byuretka tub qismida joylashtiriladi.Elektrodli idish suv bilan to’ldirilgan ancha katta idish ning o’rta qismida o’rnashgan bo’lib, undan unchalik uzoq bo’lmagan oraliqda termometr osib qo’yilgan bo’ladi. Shuningdek, mazkur byuretkaga rezinali shlang orqali kalibrlangan byuretka birlashgan.Bunda aniqlangan gaz hajmi,normal sharoitga keltirilgan holda tegishli hisob kitob ishlarida foydalaniladi va nihoyat sarf bo’lgan elektr toki miqdori ham topiladi.
Titrlovchi kulonometrik analiz mohiyatini vanadiy ioni (VO²⁺) ning vanadiysulfat eritmasi sharoitida oksidlanishi asosida anglab olish mumkin. Bunda: VO²⁺+2H₂O=VO^-3+4H⁺+e kuzatiladi.Ana shunday elektrokimyoviy oksidlanish natijasida hosil bo’lgan vanadat (VO^3-) ionining miqdori fenilantranil kislotasi (indikator) ishtirokida temir (II)-sulfat (Fe₂SO₄) tuzining eritmasi bilan titrlab topiladi.Ta’kidlash joizki, normal sharoitda sarf bo’lgan 96500 Kl elektr toki 1000ml hajmdagi temir(II) sulfat tuzining 1n eritmasiga ekvivalentdir. 1 Kl tokka 0,1 n eritmaning 0,104 ml hajmi to’g’ri keladi. Aynan vanadiy bilan bog’liq tajribalarga mo’jallangan titrlovchi kulonometr ko’rsatilgan.



1-OH- ionlarini olish uchun generator Pt-katod, 2-magnit aralashtirgich, 3- mos yozuvli elektrod, 4-shisha elektrod, 5-to’yingan eritma ko’prigi KCl, 6-yordamchi elektrod.
Agar voltamper egri chiziqlari yordamida elektroliz sharoitida xalaqit beruvchi elektr aktiv bo’lgan kirishma borligi aniqlangan bo’lsa, uni tekshiriladigan moddani elektroliz qilishdan oldin yo’qotish kerak.