Mavzu. Amperometriya

Kulonometrik analiz usulining mohiyati. Kulonometrik analiz usuli yuqorida aytilganidek, elektrod sirtida oksidlanadigan yoki qaytariladigan elektr aktiv moddaning massasi (m) bilan elektr miqdori (Q) orasidagi bog'lanishni ifodalovchi Faradeyning birlashgan qonunlariga asoslangan:



buyerda, M — oksidlanadigan (qaytariladigan) elektraktivmoddaningmolyarmassasi, g; n -moddaningoksidlanishiyokiqaytarilishidaishtiroketadiganelektronlarsoni; F — Faradeysoni, 96483 Kl/m — elektroaktivmoddaningmassasi, g; Q — elektrmiqdori, Kl,
Q=Iτ,
bu yerda, I- tok kuchi, A yoki mA; τ— vaqt, sek. Elektrolizda elektrolitik bo'g'inga muayyan kuchlanish (potensial) yoki tok kuchi beriladi. Shunga ko‘ra kulonom etrik tahlil usullari potensiostatik yoki amperostatik (galvanostatik) usullarga bo'linadi. Potensiostatik kulonometriyada ishchi elektrodining potensiali tahlil jarayonida nazorat qilinadi (doimiy saqlanadi yoki biror qonuniyat bo'yicha o'zgartirib turiladi). Galvanostatik kulonometriyada elektroliz davrida ishchi elektrodi va eritmadan o'tuvchi tok kuchi o'zgarmas saqlanadi.
Kulonometriyaning har ikkala ko'rinishi ham bevosita va bilvosita usullarga bo'linadi. Potensiostatik kulonometriya o'z navbatida bevosita potensiostatik kulonometriya, elektr gravimetriya, ichki elektroliz va potensiostatik kulonometrik titrlash usullariga bo'linadi. Bevosita potensiostatik kulonometriyada-ishchi elektrodiga potensial maxsus potensiostat yoki boshqa kuchlanish manbaidan tegishli nazorat qilinadigan aniqlikda beriladi. Potensiostatik kulonometriya qurilmasining sxemasi quyidagi 19.2-chizmada keltirilgan.



19.2-chizma. Potensiostatik kulonometriya usuli qurilmasining tuzilishi:
1-kalit; 2-potensiostat;3 -ampermetr; 4-integrator;5-voltmer; 6-elektrolitik bo‘g‘in;
7-o 'zgaruvchan elektr manbai;8-taymer
Bo'g'indagi (6) elektrodlardan birining potensiali tok o'zgarishiga qaramasdan doimiy turadi, chunki uning sirti katta bo'lganligi uchun bu elektrod qutblanmaydi. Ikkinchi elektrodning potensiali nazorat qilinadi va uning qiymati voltmetr (5) yordamida o'lchanadi. Elektroliz tahlil qilinadigan moddaning to'liq oksidlanishi yoki qaytarilishigacha davom ettiriladi. Tokning qiymati ampermetr (3) va elektr miqdori kulonometr yoki integrator (4) yordamida o'lchanadi. Elektroliz uchun sarflangan vaqt taymer yordamida o'lchanadi. Moddaning miqdori Faradey qonuni tenglamasi asosida hisoblanadi.Elektr gravimetriya va ichki elektroliz usullarida tok ham, kuchlanish ham nazorat qilinmaydi. Shuning uchun ham ular kulonometriyaning tok va kuchlanish nazorat qilinmaydigan usullari deb qaraladi.
Potensiostatik tartibda kulonometrik titrlash cheklangan darajada qo'llaniladi. Bu usulning gazlarni avtomatik aniqlash maqsadida ishlatiladigan ko‘rinishi mavjud bo‘lib, unda hosil (generatsiya) qilinadigan titrant vaqt birligida gaz oqimidagi aniqlanadigan modda bilan reaksiyaga kirishsa, oichanadigan tok shu moddaning konsentratsiyasiga mos boladi. Muvozanat davrida reaksiyaga kirishuvchi moddalarning massalari o'zaro ekvivalent miqdorda bo'lishi kerak.Galvanostatik kulonometriya usuli bevosita galvanostatik kulonometriya, inversion (substexiometrik) kulonometriya, galvanostatik kulonometrik titrlash va elektr gravimetriya usullariga bo‘linadi. Bevosita galvanostatik kulonom etriyada ishchi elektrodiga o‘zgarmas tok galvanostat (G) yordamida beriladi (19.3-chizma). Galvanostat bo‘g‘inga beriladigan tok kuchi qiymatini yuqori aniqlik bilan o‘zgarmas qiymatda saqlay olishi kerak. Tokning qiymati o ‘zgarmas holda saqlansa, elektr miqdorini hisoblash aniqligi yuqori b o ‘ladi. Agar buning imkoni bo‘lmasa, elektr miqdori kulonometrlar yoki integratorlar yordamida aniqlanadi. Inversion galvanostatik kulonometriyada tahlil qilinadigan modda (metall) elektrod sirtida qaytariladi (cho‘ktiriladi).So‘ngra anod tokida elektroliz qilinib, uning salmog‘i elektr miqdori yordamida bevosita hisoblanadi (bevosita kulonometriya).