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

II.Tajriba qismi.
II.1.Kulonometrik asbob va qurilmalar.
Kulonometriyada ikkita indikator elektrodi ishlatilib, zaruriy elektr kimyoviy reaksiya sodir bo’lgan elektrod generator ( odatda, ishchi ) elektrodi, ikkinchisi esa yordamchi elektrod deb yuritiladi. Potensiostatik kulonometriyada taqqoslash elektrodi ham ishlatiladi. Generator elektrodi uchun asosiy material sifatida platina, oltin, kumush, simob, grafitdan foydalaniladi.
Har bir elektrodni tanlash kuzatiladigan asosiy hodisalar, tahlilning maqsadi, ishlash sharoiti va boshqalarga bog’liq. Elektrodlarning shakli yaproq, tayoqcha, burama sim, to’r va boshqa ko’rinishlarga ega bo’lishi mumkin. Grafit elektrodining shakli ko’pincha silindrsimon bo’ladi. Simob elektrodining sirti katta bo’lishi uchun simob bo’g’in tubiga quyiladi (elektrod idish tubidagi nodir metall yordamida zanjirga ulanadi). Yordamchi elektrodlar sifatida, odatda, platinadan tayyorlangan elektrodlar ishlatiladi.
Elektrolitik bo’g’in. 1) zich berkilishi; 2) haroratni nazorat qilishga yaroqli bo’lish; 3)eritmani aralashtirish mumkin bo’lishi; 4) elektrodlar, magnitli yoki mexanik aralashtirgich hamda elektrolitik kalit qulay joylashishi; 5) anolit (anod sohasi eritmasi) va katolit (katod sohasi eritmasi ) bir-biridan ajratilgan bo’lishi; 6) erigan gazlarni eritmadan yo’qotish mumkin bo’lishi kerak.
Biroq, barcha talablarning ham har doim bajarilishi shart emas, Masalan, haroratni nazorat qilish uchun yaroqli bo’g’in faqat uy haroratidan boshqa sharoitda ishlashga to’g’ri kelganda talab etiladi.
Zich berkitiladigan va gazlarni yo’qotish imkonini beradigan bo’g’in esa elektroliz qilinadigan eritmada SO₂, CO, H₂S, NH₃ erigan holda bo’lganda yoki gazlar atmosfera havosidan tekshiriladigan eritmaga so’rilishi mumkin bo’lganda ishlatiladi. Odatda, erigan gazlarni yo’qotish uchun turli inert gazlardan, jumladan, kisloroddan tozalangan azot yoki geliy ishlatiladi.
Kulonometrik bo’g’in ikki yoki uch bo’limdan iborat bo’lishi mumkin. Har bir bo’lim elektrolitik kalit yoki g’ovak yarim o’tkazgich sirt bilan o’zaro tutashtirilgan bo’ladi.
Elektr gravimetriya kulonometriyaning ancha oddiy turi bo’lib, unda cho’ktirish reaksiyasining 100 % samaradorlikka ega bo’lishi shart emas. Chunki bunda tok o’lchanmasdan, balki doimiy potensial yoki doimiy tokda elektrod sirtiga cho’kkan metallning massasi o’lchanadi. Agar o’zgarmas tokdan foydalanilsa, tahlil ancha tezlashadi. Aniqlash vaqtida metallning elektrod sirtiga cho’kishi bilan birgalikda elektrodda boshqa elektr kimyoviy cho’kma hosil qilmaydigan reaksiyalarning sodir bo’lishi tahlilga xalaqit bermaydi, chunki eritmadagi yoki gaz holidagi moddalar elektrodning massasiga ta’sir ko’rsatmaydi. Ba’zi hollarda, eritmadagi ayrim ionlarni katodda cho’kishdan saqlash uchun tahlilga halaqit bermaydigan, biroq potensialni doimiy ushlab turishga imkon beradigan modda qo’shiladi.
Masalan, qo’rg’oshinni PbO₂ holida anodda cho’ktirish uchun qo’rg’oshinning katodda cho’kishini bartaraf qilish kerak. Buning uchun eritmaga mo’l miqdor mis(II) tuzidan qo’shiladi. Bu vaqtda katodning potensiali misni qaytarilish reaksiyasi hisobiga doimiy
( E_Cu2+ = +0,34 V, E_Pb2+ = -0,13 V .)
saqlanadi.
Natijada qo’rg’oshinning katodda Pb²⁺ + 2e Pb
Cho’kishi oldi olinadi, chunki mis (II) ion oldin qaytariladi. Mis (II) ionning konsentratsiyasi katta bo’lganligi uchun Pb²⁺ ning qaytarilishiga yo’l qo’ymaydi.
Agar kumush mis ishtirokida katodda qaytarish talab etilsa, potensiostatik tartibda ishlashga to’g’ri keladi. Agar eritmada faqat bitta metall ioni bo’lsa, elektrolizni o’tkazish uchun tokning yoki kuchlanishning qiymatini nazorat qilish talab etilmaydi. Biroq, ionlar aralashmasi, masalan, Ag⁺ va Cu²⁺ tahlil qilinsa, har bir ionni uning muayyan normal potensialida elektroliz qilish talab etiladi.
Ichki elektroliz. Agar elektrolitik bo’g’inning har ikkala, turli xil tabiatga ega bo’lgan metallardan tayyorlangan elektrodlari o’zaro tutashtirilgan bo’lsa, ulardan birida oksidlanish, ikkinchisida esa qaytarilish jarayonlari sodir bo’ladi.
Elektrodlardan birining oksidlanishi va eritmadagi ionlardan birining qaytarilishi natijasida galvanik element hosil bo’ladi. Masalan, misning miqdorini ichki elektroliz usulida aniqlash uchun elektrodlar sifatida platina (befarq metall) to’ri va rux (aktiv metall) elekrodlaridan foydalanish mumkin. Agar elektrodlarni tekshiriladigan mis (II) eritmasiga tushirib o’zaro tutashtirsak, har ikkala elektrod bir xil potensialga ega bo’lib, mis platina to’rida
Cu²⁺ + 2e Cu
tenglama bo’yicha ( 1-egri chiziq), cho’kadi, rux esa
Zn – 2e Zn²⁺
tenglama bo’yicha (2-egri chiziq ) eritmaga o’tadi.