Бухоро- 2022 Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги бухоро давлат университети

Ток кучи ўзгармас бўлганда қўлланиладиган кулонометрик анализ. Мазкур усулда электролиз жараёни амалга оширилиши пайтида ток кучи ўзгармас ҳолда сақланади, жараённинг бажарилиш вақти секундомер билан аниқ ўлчанади. Сарф бўлган ток миқдори Q = t орқали аниқланади.
Ўрганиладиган модданинг жуда кичик миқдорини аниқлаш керак бўлганда мазкур усулдан фойдаланиш мақсадга мувофиқ ҳисобланади. Унинг сезгирлиги анча юқори. Электр занжирида ток кучини доимий сақлаш учун электролиз жараёни ўтказиладиган идишга, кетма-кет равишда, 10000-25000 Ом қаршилик уланади. Ток манбаи кучланиши 100-200 вольт оралиғида. Электролиз бўладиган системада эритмада мавжуд бўлган ионлар концентрациясининнг ток таъсирида ўзгариши билан электродларнинг кучланиши ҳам ортади. Лекин бу, ток манбаи кучланишини айтарлик даражада ўзгартирмайди, чунки у жуда оз қийматни ташкил қилади. Шу сабабдан ҳам, электролиз давомида системада ток кучи ўзгармас ҳолда бўлади.


4.2. Кулонометрик анализ усули бўйича ўтказиладиган амалий тажрибалар ва уларни бажариш тартиби

Мисол сифатида, 2 хил тажриба иш тартибини кўриб чиқамиз. Икки валентли темир (Fe²⁺) ионларининг электролитик генерацияси ва хромат ионларини кулонометрик титрлаш. Мазкур иш бажарилганда электролиз жараёни пайтида ток кучи ўзгармас ҳолда бўлади. Бунда, дастлаб, катодда Fe³⁺ иолнлари электрокимёвий қайтарилади, яъни: Fe³⁺ + e → Fe²⁺. Ҳосил бўлган Fe²⁺ ионлари бихромат анионлари таъсирида 3 валентликкача оксидланади: Cr₂O₇²⁺ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O. Кўриниб турибдики, бунда хром иони қайтарилиб, 3 валентли ҳолатига келади. Амперметр кўрсатишига қараб ёки индикатор модда – фенилантранил кислотасини таъсир эттириб, хром ионининг тўла қайтарилганига ишонч ҳосил қилса бўлади.

10-расмда 2 валентли темир иони генерацияси ҳамда хром ионларининг тўла қайтарилишини таъминлайдиган кулонометрик усул мосламасининг схемаси кўрсатилган.

10-расм. Fe²⁺ генерацияси ва хромат ионларини қайтарилиши бажариладиган кулонометрик титрлаш мосламасининг схемаси

Бунда ишлатиладиган электродларнинг иккаласи ҳам бир хил – платинали электродлар эритмага туширилган бўлади. Жумладан, 5%-ли калий сульфат (K₂SO₄) тузи эритмасига анод туширилиб, бунда фойдаланиладиган идиш деворлари ғовакли тузилишдаги материалдан тайёрланган бўлишини таъкидлаш зарур. У катод электроди ўрнашган нисбатан катта ҳажмли бошқа идишга жойлаштирилади. Катодли катта идишга анализ қилинадиган эритма қуйилади ва электролизга учратилади.

Тажриба ўтказиш тартиби қуйидагича: электролиз ўтказишга мўлжалланган нисбатан катта ҳажмли идишга 10-15 мл миқдорида 0,001 н калий бихромат (K₂Cr₂O₇) тузининг сувли эритмаси, 12 мл 18 н сульфат кислота (H₂SO₄), 10 мл 85%-ли фосфат кислота (H₃PO₄), 5 мл 0,6 н темир аммоний эритмалари ва 3-4 томчи 1%-ли фенилантранил кислота (индикатор) аралашмаси солинади. Унга туширилган катод электроди тўла ботирилган ҳолда бўлиши учун, зарур бўлганда, сув қўшилиши ҳам мумкин. Айнан шу система ичига юқорида кўрсатилганидек ўзида анод электродини тутувчи 5%-ли калий сульфат эритмаси солинган идиш жойлаштирилади. Ана шундай қурилмага ток берилиб, электрокимёвий жараён (электролиз) амалга оширилади.
Тажриба бошланишидан аввал идишдаги аралашма системага магнитли аралаштиргич билан 1-2 мин давомида ишлов берилади. Электр токи берилиши биланоқ, секундомер воситасида, электролиз жараёни вақти бошланиши аниқ белгиланади. Расмда кўрсатилган миллиамперметр (МА) кўрсатган ток кучи дафтарчада қайд қилинади. Таъкидлаш жоизки, мазкур эритмага 3-4 томчи индикатор (фенилантранил кислота) қўшилгани сабаб, у бинафша рангда бўлади. Шу ранг йўқолгунга қадар ток ўтказилиб тажриба давом эттирилиши керак. Бинафша рангнинг йўқолиши электрокимёвий реакциялар тўла амалга ошганлигини кўрсатади. Демак, ишчи дафтарда тажриба ўтган вақт ҳамда миллиамперметр кўрсаткичи ёзиб қўйилади.
Агар анализ учун ишлатиладиган модда эритмаси олдиндан бирор бир рангга бўялган бўлса, у ҳолда, индикатор қўшилмайди. Айнан шундай ҳолатларда ўрганиладиган системага қўшимча, микроэлектродлар воситасида, кўзгули гальванометр уланиб, сўнгра тажриба ўтказилади. Микроэлектродларда 0,05-0,1 вольт оралиғида кучланиш бўлишига эътибор бермоқ керак. Кўзгули гальванометр кўрсаткичи системадаги хромат ионлар тўла-тўкис электрокимёвий қайтарилиб бўлгандан кейингина нуль ҳолатдан четланади.
Юқорида баён қилинган ҳар икки тур тажрибадан кейин, олинган натижалар, тенглама (1) дан фойдаланилган ҳолда, ҳисоб-китоб қилинади. Жумладан, хром ионлари учун деб ёзиш мумкин. Бунда: МCr³⁺ – аниқланиши керак бўлган хром ионини миқдори, г; 52 – хромнинг атом массаси; 3 – хром ионининг қайтарилишида иштирок этадиган электронлар сони;  – ток кучи (миллиамперметр кўрсаткичи); 96500 – Фарадей сони, Кл; t – электролиз вақти.