Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Полярографический метод анализа.

Читайте также:
  1. A. гностическим методам
  2. Amp;Сравнительная характеристика различных методов оценки стоимости
  3. C) Методы стимулирования поведения деятельности
  4. E) мировоззренческая, гносеологическая, методологическая.
  5. I ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  6. I. Из истории развития методики развития речи
  7. I. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
  8. I. Определение эпидемического процесса и методологическое обоснование разделов учения об эпидемическом процессе.
  9. I. Определение эпидемического процесса и методологическое обоснование разделов учения об эпидемическом процессе.
  10. I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Полярографический метод относится к электрохимическим методом анализа. Принцип метода состоит в изучении зависимости силы тока, протекающего через электролитическую ячейку (электролизер), от напряжения, приложенного к электродам, находящимся в исследуемом растворе. Для исследования используют прибор – полярограф (рис.3).

Все процессы протекают в электролизере. Он состоит из маленького, легко поляризующегося капилляра (микроэлектрода), большого неполяризующегося электрода сравнения и анализируемого раствора.

 

 

Рис. 3. 1 - электролизер; 2 - резиновая трубка; 3 - резервуар для ртути; 4 - гальванометр; 5 - шунт; 6 - потенциометр; 7 - аккуму­лятор; 8 - электрод сравнения; 9 - капил­ляр; 10 - анализируемый раствор

 

 

В качестве микроэлектрода на котором протекали аналитическая реакция чаще всего используют капающий ртутный электрод.

Ртуть под действием силы тяжести вытекает из тонкого капилляра, кончик которого погружен в анализируемый раствор, при этом обеспечивается непрерывный поток идентичных капель с максимальным диаметром 0,5- 1мм. Обычно время жизни капли составляет 3-5с. Электродом капля является до момента ее отрыва от кончика капилляра. Электрод сравнения в электролитической ячейке должен иметь большую поверхность по сравнению с поверхностью микроэлектрода, чтобы его поведение при протекании небольших токов оставалось практически постоянными, т.е. электрод сравнения не должен поляризоваться во время анализа, таким электродом является большая поверхность ртути на дне электролитической ячейки.

Через электролизер протекает постоянный ток, напряжение которого можно плавно изменять с помощью потенциометра и измерять гальванометром его силу.

Графическое изображение зависимости силы тока от потенциала, приложенного к

электролитической ячейке, называется полярограммой. Обычно микроэлектрод присоединяют к отрицательному полюсу внешнего источника тока.

 

 
 

 

Рис. 4. Полярограммы иона кадмия Рис. 5. Переменно-токовая поляро грамма (1) и классическая

- поляро­графическая волна (2)

 

Нижняя кривая поляграмма раствора хлорида калия [Сl(КСl)=0,1моль/м3], верхняя

Резкий подъем на вольтамперной кривой, называемой полярографической волной, возникает в результате реакции на катоде (на ртутной капле):

кривая – поляграмма того же раствора, но в присутствии раствора сульфата цинка [Сl(ZnSO4) =0,001моль/дм3]

Резкий подъем на вольтамперной кривой, называемой полярографической волной, возникает в результате реакции на катоде (на ртутной капле):

 

Zn+2 + 2e- + Hg ® Zn (Hg)

Сильное восстановление тока при потенциале около 1,0 в на полярограмме обусловлено реакцией восстановления амальгамы цинка. После падения капли Zn окисляется: Zn(Нg) – 2е+2 и снова переходит в раствор. Концентрация ионов цинка в растворе остается неизменной, а поверхность капли ртути на катоде периодически обновляется.

В основе анализа лежит линейная зависимость между высотой поляграфической волны и концентрацией веществ в раствора. По высоте волны определяют концентрации. Существуют методы: расчетный, калибровочный стандартных, растворов, добавок, формула Ильковича:

i = 607Д1/z m3/z t 1/zC

где Д, m, t – const

i = kC

Д – коэффициент диффузии

Z – заряд иона

m – масса ртути за 1с, мг

t – время образования капли

С – концентрации иона пользуют стандартными растворами

Электровосстанавливающееся вещество называется деполяризатором.

Полярографическая волна пригодная для анализа получается только в присутствии большого избытка индифферентного электролита, называемым фоновым, эту роль выполняет КCl. Даже в отсутствии ионов цинка через ячейку протекает ток, который называется остаточным. Потенциал, при котором на полярограмме электроактивного вещества наблюдается возрастание тока, по сравнению с кривой остаточного тока, называется потенциалом выделения.

Любая полярографическая волна характеризуется областью, в которой ток после резкого увеличения, становится не зависящим от приложенного напряжения; его называют предельным током. Предельный ток, контролируемый диффузией, называется диффузионным Id Обычно, диффузионный ток прямо пропорционален концентрации реагирующего вещества (деполяризатора) и поэтому является основой количественного полярографического анализа. Диффузионный ток представляет собой разность между предельным и остаточным токами. Важной характеристикой является потенциал полуволны Е1/2, его используют для качественного обнаружения деполяризаторов, он не зависит от величины тока, а зависит от природы вещества и фона. Значение Е1/2 приводятся в специальных таблицах.

Если в растворе присутствует несколько ионов с разными потенциалами полуволны, то полярограмма имеет вид ступенчатой кривой, называется полярографическим спектром.

На полярограмме определяют потенциалы полуволны ионов на данном фоне, затем сравнив их с табличными данными, и устанавливают природу ионов.

Совместное определение ионов возможно, если их потенциалы отличаются не менее чем на 0,2в. При меньшей разности волны разных элементов сливаются на полярограмме в одну общую волну и определение становится невозможным. В этом случае их «раздвигают», добавлением комплексообразующих веществ. Количественный анализ основан на определение величины диффузионного тока. Однако на практике используют пропорциональную ей высоту полярографической волны.

Недостатком метода является невысокая чувствительность и невозможность определения небольших количеств металлов в присутствии избытка металлов с более положительным потенциалом восстановления.

Разработаны более точные методы, которые в той или иной мере устраняют недостатки, например, переменно токовая полярография. Основное отличие: на электроды ячейки вместе с линейным медленно изменяющимся напряжением подается переменное напряжение небольшой величины. Переменное напряжение может быть синусоидальной, прямоугольной и трапецеидальной формы. Под действием приложенных напряжений через ячейку пойдет ток, которой можно представить, как сумму постоянной, переменной, емкостной iс составляющих:

i ячейки = i пост + i перем +i емкост

Применение переменного напряжения устраняет влияние конденсаторного тока, что увеличивает чувствительность метода.

Выделяется и измеряется только переменная, составляющая тока in. Кривая зависимости переменного тока от величины линейно изменяющего напряжения представляет собой переменно токовую полярограмму (рис.5).

Горизонтальная часть кривой полярограммы соответствует моменту, когда изменения напряжения не вызывает изменений тока, т.е. переменный ток отсутствует.

При достижении потенциала выделения определяемых ионов (начало подъема кривой) начинает идти попеременное восстановление и окисление деполяризатора с частотой приложенного переменного напряжения и через ячейку течет переменный ток той же частоты. Он достигает максимума при потенциале полуволны, т.к. небольшое изменение напряжения вызывает при этом наибольшее изменение тока. Далее переменный ток постепенно снижается практически до нуля при потенциале предельного тока вещества. С изменением поляризующего напряжения изменения тока не происходит, поэтому переменный ток отсутствует.

Величина максимума тока на кривой пропорционально концентрации определяемого вещества. Переменно-токовая полярография имеет большую разрешающую способность, что позволяет анализировать раствор, если разность потенциалов токов компонентов составляет всего 0,04 в; чувствительность метода 10-7 – 10-8 моль/дм3. В связи с этими разработанные в последнее время и стандартизированные методы определения меди, свинца, цинка и кадмия в пищевых продуктах основаны на использовании переменно-токовой полярографии.

Для проведения анализа предназначен полярограф универсальный ПУ-1. Полярограф ПУ-1 состоит из четырех блоков: собственно полярографа (измерительный блок); полярографического датчика ДП-2; лабораторного двухкоординатного прибора ЛКДУ-003 для записи полярограмм; электронного вольтметра с цифровым отсчетом, который позволяет проверить напряжение в различных точках полярографической кривой и обеспечивает непрерывный контроль текущего значения поляризующего напряжения в процессе снятия полярограммы.

 

Контрольные вопросы

1. Каков принцип кондуктометрического метода? Сколько он имеет модификаций?

2. Что принимается за единицу электрической проводимости?

3. Какова зависимость между эквивалентной электропроводностью и концентрацией?

4. Какие реакции используются при кондуктометрии?

5. Графическое изображение кривых кондуктометрического титрования.

6. Что такое хронокондуктометрическое титрование?

7. Какое явление называется рефракцией?

8. Какое устройство имеют рефрактометры с призмой Аббе?

9. Как проводится определение показателей рефрактометрическим методом?

10. Какова сущность полярографического метода?

11. Что показывает полярограмма?

12. Охарактеризуйте переменно токовую полярограмму.

Рекомендуемая литература

1. Лобанов Ф.И. и др. Методы анализа пищевых продуктов. М.: Из – во «Наука», 1988 – 192с

2. Снегирова И.А. Жванко Ю.Н. Современные методы исследования качества пищевых продуктов. М.: Экономика, 1989 – 219с

3. Марх А.Т., Зыкина Т.Ф. Технохимический контроль консервного производства. – М.: Агропромиздат, 1989 – 304с

4. Руководство по методам анализа качества безопасности пищевых продуктов / под. ред. И. М. Скурихина, Тутельян В.А. Медицина, 1998

5. Парамонова Т.Н. Экспресс – методы оценки качества продовольственных товаров. – М.: Экономика, 1988 – 110с

 




Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 153 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав