Bog'liq Polyarografik analiz metodi.Aralashmadagi metallarni sifat va miqdoriy aniqlash.Laboratoriya mashg`uloti-4
Laboratoriya mashg’uloti - 4 Mavzu: Polyarografik analiz metodi.Aralashmadagi metallarni sifat va miqdoriy aniqlash.
Polyarografik analiz metodi Metodning mohiyati.Elektrodlarda bir meyorda va asta-sekin ortib boruvchi kuchlanish berilganda analiz qilinadigan eritmani elektroliz qilinadi. Bunday elektroliz jarayonida tok kuchining kuchlanish qiymatiga bog‘liqligi asbob (polyarograf) yordamida chiziladi. Bunday egri chiziq voltamper egrisi yoki polyarogromma deyiladi. Bu analiz qilinadigan eritmaning ham sifat, ham miqdoriy tarkibini aniqlashga imkon beradi. Elektrolitning muhim sharoitlari quyidagilardan iborat. Avvalo,eritma aniklanadigan komponentning oksidlanish yoki qaytirilish jarayoni boradigan asosiy elektrod ishchi sirt maydoni juda kichik bo‘lib 2-3 kvadrat millimetrdan oshmasligi kerak. Klassik polyarografiyada bu elektrod egiluvchan plastmassali shlang orqali tozalangan simobli rezervuarga biriktirilgan ingichka shishakapillyardan tomib turuvchi kichkina simob tomchisidats iboratdir. Ikkinchi, yordamchi yoki solishtirma deb ataladigan elektrodning sirt yuzasi esa katga bo‘lishi kerak. Ko‘pincha solishtirma elektrod sifatida polyarografiyalanadigan eritmaga elektrolitik kalit orqali ulangan katta to‘yingan kalomelь elektrod olinadi.
Elektrodlardan biri juda kichik bo‘lganligi tufayli, zanjirdagi tok kuchi kuchlanish o‘zgarishi bilan katta oralikda o‘zgarsa ham baribir juda kichik qiymatga egadir. SHuning uchun mikroelektrodda hatto bir necha o‘n minut davomida o‘zaro ta’sir etuvchi modda miqdori, Faradey qonuniga muvofiq. Polyarografiyalanadigan eritmadagi moddaning umumiy miqdoridan juda kamdir. Demak, bundan, aniqlanadigan modda konsentratsiyasini uzoq vaqt polyarografiyalanganda ham o‘zgarmas deb hisoblasa bo‘ladi.
Tok kuchining kichik bo‘lishiga qaramasdan, juda kichik sirtga ega bo‘lgan ishchi elektrodda tok zichligi katgadir, lekin juda katta sirtga ega bo‘lgan yordamchi elektrodda esa o‘ta kichikdir. SHuning uchun tashqi kuchlanishning ortishi bilan faqat ishchi elektrod potensiali o‘zgaradi, yordamchi elektrod potensiali esa deyarli o‘zgarmaydi va uning muvozanat qiymatiga ega bo‘lib qolaveradi.
Polyarografik analizning so‘nggi sharti quyidagicha polyagrafiyalanadigan eritmaga albatta polyarogrammasi olinadigan potensiallar oralig‘ida ishchi elektrodda oksiddanish yoki qaytarilish reaksiyalariga kirishmaydigan juda ko‘p miqdordagi indifferent elektrolit olinadi. Bunday eletrolitni polyarografik fon deyiladi. Fonning asosiy vazifasi eritmaning elektr o‘tkazuvchashshgini oshirishdan va shu biulan birga qutbsizlanayotgan zarrachalarning elektrodlar orasida elektr maydon ta’siri ostidagi harakatining oldini olishdan iborat. Bu zarrachalar faqat diffuziya ta’siridaginaharakatlanishi kerak.
Polyarogramma yoki voltamper egrisi 1 - rasmda tasvirlangan ko‘rinishga ega. Polyarogrammadagi pog‘onalar yoki "to‘lqinlar" soni mikroelektrodlarda katod yoki anod potensialining ortishi bilan birin-ketin boradigan turli elektrod reaksiyalari soniga teng. Har bir to‘lqin elektrodning u yoki bu qaytarilish jarayoniga to‘g‘ri keladi. Har bir polyarografik to‘lqin uchta simmetrik parametrlar qiymati bilan xarakterlanadi: a) yarim to‘lqin potensiali E1/2; b) chekli tokning to‘lqin balandligi va v) to‘lqinning tikligi.
YArim to‘lqin potensiali deb to‘lqinning yuqori egik qis-mining boshlanish nuqtasiga to‘g‘ri keladigan potensial qiymatiga aytiladi. CHekli tok - bu to‘lqinning yuqori maydonchasi ma’lum nuqtasidagi tok kuchi bilan xuddi shunday abssissali toza fon (o‘zida qaytariladigan ionlar yoki birikmalar tutmagan indifferent elektrolit) eritmasi polyarogrammasi nuqtasiga to‘g‘ri keluvchi tok kuchi orasidagi farqdan iborat (ya’ni rasm-1 da g va g1 nuqtalariga to‘g‘ri keluvchi tok kuchlarifarqi).
Odatda amalda toza fon elektroliti polyarogmmasi alohida chizilmaydi va shuning uchun chekli tokni uchta o‘rinmalar o‘tkazish usuli bilan aniqlanadi.
To‘lqinning pastki to‘g‘ri chiziqli (BC) qismini chizg‘ich yordamida o‘ng tomonga chizib davom ettiriladi (BH1), to‘lqinning yuqori to‘g‘ri chiziqli (gH) qismini esa aksincha chapga chizib davom ettiriladi. So‘ngra to‘lqinning yuqorilayotgan to‘g‘ri chiziqli tik (KZ) qismini ikkala tomonga davom ettirilib ekstrapolyasiya qilinadi. Buning natijasida kesishgan (E va M) nuqtalar hosil bo‘ladi. m nuqtadan potensiallar (abssissa) o‘qiga paralel MF chiziq o‘tkaziladi va E nuqtadan bu MF to‘g‘ri chiziqga perpendikulir tushiriladi (EF chiziq).
To‘lqinning tikligi deb Em to‘g‘ri chizig‘i bilan potensiallar o‘qi orasidagi tangens α burchakga (tgα) aytiladi. To‘lqinning tikligi mikroelektrodda zaryadsizlanayotgan zarrachalar va elektrod raeksiyalarida ishtirok etayotgan elektronlar soniga proporsionaldir.
YArim to‘lqin potensiali elektrokimyoviy reaksiya tabiatiga va fon elektroliti tabiati hamda konsentratsiyasiga bog‘liqsir, ammo zaryadsizlanayotgan zarrachalar konsentratsiyasiga bog‘liq emas. Agar standart tarkibga ega bo‘lgan fonda polyagrafiyalash o‘tkazilsa va shu fondagi turli ionlar yarim to‘lqin potensiallari jadvalidan foydalanilsa, yuqorida
1-Rasm. 1) Tarkibida uchta komponent tutgan eritma polyarogrammasi; 2) polyarografik aktiv ionlari yoki birikmalari bo‘lgan toza fon polyagrogrammasi.
Topilgan yarim to‘lqin potensiali qiymati zaryadsizlanayotgan zarrachalar tabiatini aniqlashga imkon beradi. Bu sifat polyarografik analizi mohiyatini ifodalaydi. miqdoriy polyarograik analiz boshqa hamma faktorlar doimiyligi sharoitida chekli tok (yoki to‘lqin balandligi) va zaryaadsizlanayotgan zarrachalar konsentratsiyasi proporsionalligiga asoslangan:
Jd = K · C yoki H = K1 · C
CHekli tok "K" konstantasi depolyarizator tabiatiga, haroratga, fon tarkibiga va tomayotgan simobli elektrod xarakteristikasi “m”va “τ” ga shuningdek tomayotgan elektrod kopillyarning geometrik o‘lchamlari hamda smob ustunining balandligiga ham bog‘liqdir. Miqdordan bu bog‘lanish quyidagi formula orqali ifodalanadi: K = 0,627n · FD 1/2 m 2/3· τ 1/6 bunda, n - elektrod reaksiyalarida ishtirok etuvchi elektronlar soni, F- Faradey doimiyligi (96489 kulon), D -zaryadsizlanayotgan zarrachalar diffuziyasi koefitsienti, τ -tomayotgan elektrodning tomchilash davri, m - simobning kapillyardan oqib tushishi o‘rtacha tezligi.
Polyarografik analiz metodining afzalliklari: 1) tez bajarilishi; 2) bir polyarogrammadan bir vaqgning o‘zida bir necha komponentni aniqdash mumkinligi; 3) metodning universalligi, deyarli barcha anorganik ionlarni va organik birikmalarning ko‘pchilik qismini aniqlash mumkin; 4) metodning etarlicha yuqori sezgirligi-1,0•10-6 M gacha konsentratsiyali eritma tarkibini aniqlash mumkin. Metodning aniqligi -2-3%
