Kulonometriya Umumiy tavsifi va tasnifi

Kulonometriya


Umumiy tavsifi va tasnifi

Elektrokimyoviy analiz usullaridan kulonometrik analiz usullari moddaning ishchi eletkrodda elektrokimyoviy oksidlanishi yoki qaytarilishida elektrolitik yacheykadan o’tgan elektr miqdorini o’lchashga asoslangan.

Analitik maqsadlarda kulonometriya 1938 – yildan ishlatilib boshlandi. Shunda belgiyalik kimyogarlar Lodislav Sebelledi (Czevelledy) va Z. Shomodiy (Somodyi) kulonometrik o’lchashlarni xlorid, sulfat kislotalar, natriy gidroksidi va h.z.o moddalarning eritmalarini standartlash uchun qo’lladilar.

Kulonometrik o’lchashlarning negizida elektroliz jarayonlari yotadi, ya’ni analiz qilinadigan eritma orqali elektr toki o’tganda elektrodlarda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari sodir bo’ladi.

Kulonometriya etalonsiz analiz usulidir. Kulonometrik aniqlashlarda aniqlanadigan moddaning massasi bevosita analitik signal qiymatidan bevosita hisoblanadi. Kulonometriyadagi miqdoriy hisoblar elektroliz uchun Faradey qonunlariga asoslangan. Faradeyning birlashgan qonunini matematik ifodasi quyidagi ko’rinishda yoziladi:

m=		=		;	(3)

bunda m – elektroliz jarayonida oksidlangan (qaytarilgan) moddaning massasi, gr; M – moddaning molyar massasi (gr/mol); n – elektrod reaksiyasida qatnashadigan elektronlar soni; F – Faradey doimiysi (F=96487 kl/mol≈9,65∙10⁴ kl/mol); Q – elektr miqdori, kl; I – amperlardagi tok kuchi; τ – elektroliz vaqti, sek.

Elektroliz jarayonlarining miqdoriy qonnunlari 1830 yillarning boshlarida angliyalik olim Mayk Faradey tomonidan ta’riflangan.

Angliyalik fizik, kimyogar va fizik – kimyogar M.Faradey miqdoriy elektrokimyoning asoschilaidan biridir. U elektromagnit induksiyasi hodisasini, diamagnetism va paramagnetizm, birinchi bo’lib nurning qutblanishi (Faradey effekti), qutblanish tekisligining aylanish hodisasini aniqladi. Maydon tushunchasini taklif qildi, birinchi bo’lib, magnit maydoni atamasini qo’lladi. Faradey kimyoga harakatchanlik, ion, katod, anod, elektrod, elektroliz kabi atamalarni kiritdi.

Kulonometrik aniqlashlar o’tkazishda yonaki kimyoviy va elektrokimyoviy jarayonlar uchramasligi lozim; aniqlanadigan faqat bitta oksidlanish darajasi bo’yicha oksidlansin (qaytarilsin); elektr miqdorini yoki reaksiyaning tugash paytini topish usuli aniq bo’lishi lozim. Tok

bo’yicha 100% samaradorlikdan chetlanish bir qator sabablarga ko’ra uchraydi: qo’shimchalarning oksidlanishi yoki qaytarilishi; suvning parchalanishi; elektrod materialining elektrokimyoviy reaksiyada ishtirok etishi kabi muhim jarayonlarni o’rgangan.

Kulonometriyaning asosiy sharti – elektrokimyoviy reaksiyaning borishida tok samaradorligi 100 % bo’lishi kerak. Buni aniqlash uchun elektrokimyoviy reaksiya uchun sarf bo’lgan elektr miqdorining nazariy hisoblangan qiymatini uning haqiqiy qiymatiga bo’lish kerak:

17. 
    ₌ ¹ _ℎ
    

Kulonometrik analiz elektrodda cho’kmaydigan va elektrokimyoviy reaksiyada atmosferaga uchib chiqib ketmaydigan moddalarni aniqlash imkonini beradi.

Analitik signalni o’lchash sharoitiga bog’liq holda kulonometriya potensiostatik va galvanostatik kabi turlarga ajratiladi. Potensiostatik kulonometriyada aniqlash doimiy potensialda, ikkinchi holda esa doimiy tok kuchida o’tkaziladi.

Qo’llanilish usullari bo’yicha esa kulonometriya bevosita va bilvosita (kulonometrik titrlash) kulonometriyaga farqlanadi. Bevosita kulonometriyada aniqlanadigan modda bevosita elektrod sirtida ta’sirlashadi. Kulonometrik titrlashda esa aniqlanadigan modda bevosita elektrod reaksiyasida ishtirok etmaydi, lekin elektroliz mahsuloti bilan o’zaro ta’sirlashadi.