Кулонометрия принципы

Ионная и электронная электропроводность. Проводники первого и второго рода. Прохождение тока сквозь раствор электролита механизм прохождения тока. Сопротивление проводника. Закон Ома. Единицы измерения (электрические). Основные приборы вольтметр, амперметр, гальванометр, кулонометр и т. д. Удельное сопротивление, удельная электропроводность. Мостик Уитстона. Принцип измерения сопротивления. Особенности измерения сопротивления раствора электролита (телефон, катушка Румкорфа). Влияние температуры и разведения нз удельную электропроводность. Молекулярная и эквивалентная электропроводность. Зависимость от температуры и разведения. Электропроводность при бесконечном разведении. Закон независимого перемещения ионов. Вычисление Хоо из подвижностей ионов. Вычисление степени и константы диссоциации для слабых электролитов. Сильные электролиты. Коэфициент электропроводности. Причины изменения с концентрацией в случае сильных электролитов. Скорости и подвижности ионов. Роль среды и природы иона. Электропроводность чистой воды. Введение поправки на эту величину. Определение константы прибора. Калибровка линейки. Переход от электропроводности, измеренной в данном сосуде, к удельной электропроводности. Кондуктометрическое титрование. [c.93]

Кулонометры. Количество протекающего через цепь электричества определяется с помощью кулонометров—приборов, основанных на электрохимическом принципе действия. Расчет количества электричества производится на основании законов электролиза Фарадея. Необходимым условием при этом является про- [c.271]

Применение электронных или электромеханических интеграторов, которые входят в комплект любого кулонометра. Химические кулонометры применяют для градуировки и контроля. Принцип действия электромеханического кулонометра заключается в том, что скорость вращения мотора, вырабатывающего постоянный ток в постоянном магнитном поле, в широ- [c.270]

Газовые кулонометры. Принцип газовых кулонометров основан на том, что при электролизе измеряют общий объем газа, выделенного [c.212]

Весьма часто в качестве кулонометров применяют различные электронные и релейные схемы. Обычно принцип их действия состоит в том, что падение напряжения, вызванное протеканием генераторного тока по сопротивлению, воздействует на сетку электронной лампы, а это изменяет режим заряда конденсатора, включенного в анодную цепь этой лампы. На рис. 68 показана одна из схем подобного рода . [c.109]

Обычно на электродах имеют место одновременно несколько электрохимических реакций, поэтому лишь некоторые электрохимические системы можно иопользовать для измерения количества электричества с помощью /специальных приборов — кулонометров, принцип действия которых основан на пр(имене-нии закона Фарадея. Уже Гельмгольц высоко оценил значение открытия Фарадеем закона электролиза, поскольку благодаря этому открытию и используя атомно-молекулярные представления были сделаны выводы о корпускулярных свойствах электричества . [c.309]

В предыдущем разделе этой главы мы пришли к выводу, что электролиз при постоянном внешнем напряжении или при постоянной силе тока не является селективным аналитическим методом. Это связано с тем, что при изменении потенциала катода или анода, на котором происходит необходимая реакция, могут протекать побочные процессы. Однако контролируя потенциал анода или катода так, чтобы происходила только нужная реакция, и зная как влияет состав раствора на стандартные или реальные потенциалы полуреакций, можно достичь высокой специфичности в электрохимических определениях и отделениях. В этом и заключается принцип кулонометрии при контролируемом потенциале. [c.420]

Принцип метода. В этом способе прямой кулонометрии используется в течение всего процесса анализа постоянная сила тока электролиза Метод имеет ограниченное применение, так как пригоден только для [c.196]

Сущность метода заключается в электролитическом выделении металла или его оксида на электроде и определении массы полученного осадка. Поскольку ток не измеряют, а требуется только специфичность реакции электролитического выделения металла, электролиз обычно проводят при контролируемом потенциале. Таким образом, метод сочетает в себе принципы весового анализа, т е. гравиметрии, и потенциостатической кулонометрии. В наиболее простых случаях, например при выделении меди из раствора, не содержащего других ионов, условия электролиза не контролируют и его проводят при постоянном токе. Если параллельно с выделением металла протекают другие электрохимические реакции, которые не сопровождаются выделением осадка, они не мешают определению, так как растворенные и газообразные продукты не изменяют массу осадка на электроде. [c.543]

Влажность газа определяют поточным анализатором, работающим на принципе кулонометрии. Влага, содержащаяся в газе, при прохождении через пятиокись фосфора, нанесенную на спираль, разлагается на водород и кислород. Изменение силы тока, затраченного на электролиз, измеряется микроамперметром и путем соответствующих расчетов переводится в содержание влаги в газе. [c.312]

Описать устройство и принцип действия а) медного гравиметрического кулонометра б) серебряного титрационного ку-лонометра в) газового кулонометра. [c.268]

Рассмотрим принцип работы наиболее известных кулонометров. [c.153]

Большим достоинством электрических методов является высокая чувствительность и стабильность. В отечественном приборостроении важнейшими среди анализаторов атмосферы являются кулонометрические газоанализаторы. На принципе кулонометрии развиваются и совершенствуются приборы для определения не только диоксида серы, но и сероводорода, азота, оксидов азота, хлора и др. [c.75]

Книга является вторым, значительно дополненным и переработанным изданием монографии, вышедшей в 1961 г. Она представляет-собой руководство по применению электронных приборов и схем в физико-химических исследованиях (измерение диэлектрической проницаемости, кондуктометрия, высокочастотное титрование, потенциометрия, кулонометрия, полярография). Кроме того, в книге дано введение в технику электроники, описаны принципы работы основных типовых элементов и узлов, применяемых в различных приборах и схемах. [c.304]

Первая возможность представляет очень удобный метод точного определения количества электричества. На этом принципе основано действие электрогравиметрических, газовых и титрационных кулонометров, в которых определение количества разложившегося вещества проводят соответственно гравиметрическим, газоволюмометрическим или титриметрическим способом [83]. В кулонометрическом анализе в более узком смысле слова используется вторая из указанных возможностей. Поскольку количество электричества определяется величиной кулонометрический анализ сводится к определению силы тока и времени. Кулонометрия имеет более универсальное применение, чем электрогравиметрия, поскольку она не ограничивается только использованием реакций, при которых на инертном электроде выделяются малорастворимые соединения. В методе кулонометрии можно использовать также электродные реакции, связанные с образованием растворимых веществ. При выделении осадков (например, металла) нет необходимости получения осадков, обладающих хорошей сцепляемостью с электродом и способностью к отдаче воды при подсушивании. [c.149]

Последний прием привлекает внимание возможностью обеспечивать очень точное определение веществ, особенно макроколичеств. Мы уже упоминали об этом в первой главе. Кроме того, метод отличается избирательностью. Он интенсивно развивается благодаря достижениям электроники. Его уже использовали для определения по крайней мере 40 элементов, которые электрохимически активны в растворах, а также ряда органических веществ. Кулонометрия при постоянном потенциале позволяет, в принципе, определять вещества с относительной ошибкой 0,001%, именно с такой точностью определена основная для кулонометрии электрохимическая величина — постоянная Фарадея. Поэтому достаточно резонно предложение сделать постоянную Фарадея первичным химическим стандартом. Высокая точность кулонометрии с регулируемым потенциалом дает возможность использовать этот метод при анализе веществ высокой чистоты для определения основных компонентов, при анализе полупроводников для оценки отклонения их состава от стехиометрии. [c.56]

Принцип действия электронного кулонометра состоит в следующем [83]. Конденсатор с включен (рис. VI. 18) между входом и выходом усилителя постоянного тока с высоким отрицательным коэффициентом усиления к. В этом [c.91]

Кулонометрия при постоянном значении потенциала. Принцип метода. Предположим, что проводимая реакция состоит в электрохимическом окислении некоторого восстановителя [c.518]

Кулонометрические кулонометры. Принцип действия этих кулонометров основан иа катодном выделении (в процессе электролиза подходящего вещества) металла из концентрированного раствора его соли на электроде из благородного металла со 1007о-иым выходом по току. После завершения основной реакции реверсированием тока анодно растворяют отложенный металл при постоянной силе тока и определяют с помощью электрохронометра или секундомера продолжительность этого процесса окончание его обнаруживается резким скачком потей- [c.213]

В то время как электрогравиметрия, кулонометрия и полярография являются электрохимическими методами определения содержания вещества, амперометрию применяют для определения точки эквивалентности при титровании, т. е. она служит методом индикации. Амперометрия основа.на на тех же явлениях, что и постояннотоковая полярография, поэтому амперометрическое титрование назы1вают также поляриметрическим или титрованием по предельному току. Принцип метода заключается в измерении значения постоянного тока, протекающего /при постоянном напряжении через раствор электролита между электродами, один из которых поляризуемый, а другой — неполяризуемый, как функции поляризационного сопротивления В отличие от амперометрии в кондуктометрии измеряют значение переменного тока как функции сопротивления электролита Яь Метод амперометрии с двумя поляризуемыми электродами называют методом конечной точки ( (1еас1-з1ор ). [c.296]

На принципе кулонометра построены также интеграторы дискретного действия. Однако для считывания интеграла используется скачок потенциала на одном из электродов при переходе с его поверхности в раствор предварительно осажденного на нем металла. Наибольшее распространение получил хлор-серебряный интегратор. В небольшую ампулу, заполненную раствором хлорида натрия с добавками некоторых веществ, вводят два серебряных электрода на одном из электродов формируют слой хлорида серебра. При пропускании тока в этом датчике происходит процесс переноса Ag l [c.225]

Принцип метода. В методе используется сохранение заданной силы тока электролиза э постоянной в течение всего процесса анализа и измерение продолжительности электролиза Тэ- Но так как в отличие от прямой амперостатической кулонометрии в данном случае метод применяется для определения растворенных веществ, в процессе электролиза невозможно одновременное сохранение и силы тока, и потенциала электрода постоянными. Поэтому, как было указано ранее, при работе с постоянной силой тока электролиза из-за изменения потенциала электрода неизбежны побочные электрохимические процессы и не обеспечивается 100%-ная эффективность тока для необходимой электродной реакции. Для предупреждения затраты электричества на побочные электрохимические реакции в испытуемый раствор вносят электроактивное вещество (вспомогательный реагент), которое с самого начала или после некоторого периода электролиза (в зависимости от условий) участвует в электрохимической реакции. При этом необходимо, чтобы продукт реакции (промежуточный реагент) был способен количественно химически взаимодействовать с определяемым веществом. [c.198]

Колориметрические кулонометры. В этих кулонометрах измеряют с помощью электро- или спектрофотометров изменение оптической плотности растворов, подвергающихся электролизу. Такой способ измерения <5 имеет сложное аппаратурное оформление и требует некоторых дополнительных операций (например, построения калибровочных графиков для нахождения концентрации определяемого вешества по оптиче-ско 1 плотности). Однако этот метод, не отличаясь большой точностью, очень чувствителен, и поэтому ценен при определении весьма малых количеств электричества (от 0,01 до 1 /с). В принципе в колориметрических кулонометрах могут быть использованы любые электрохимические реакции, которые вызывают изменение интенсивности окраски или цвета п растворе. Примером может служить возрастание pH раствора в като-лите пли его падение в анолите, сопровождаемое изменением интенсивности окраски соответствующего кпслотно-осмовного индикатора. Применяя подходящие светофильтры, можно проследить за изменением интенсивности окраски кислотной нли щелочной формы индикатора. [c.213]

Принцип действия кулонометрических кулономст-ров основан иа катодном осаждении металла из концентрированных растворов его соли на электроде из благородного металла нрп 100%-ном выходе по току. После завершения основной реакции осажденйый металл растворяют анодно в гальваностатическом режиме. Продолжительность процесса определяют с помощью электрохронометра или секундомера. Окончание процесса обнаруживают по резкому скачку потенциала анода, измеряемого относительно электрода сравнения. В этом случае обычно применяют медный кулонометр, который позволяет измерять количество электричества в широких пределах от 0,01 до 100 /с, с достаточной точностью. [c.80]

В настоящее время появились новые варианты кулонометрии. Они в основном обеспечивают улучшение аналитических характеристик (например, уменьшают погрешность определения, снижают продолжительность анализа). К новым вариантам рассматриваемого метода можно отнести дифференциальную кулонометрию, инверсионную кулонометрию, хроно-кулонометрию, кулонопотенциографию, кулоностатическую и импульсную гальваностатическую кулонометрию, дифференциальную кулонометрию с использованием принципов инверсии. [c.122]

Типичным примером кулонометрического сенсора является анализатор ЗОг- В нем реализован принцип проточной кулонометрии. Анализируемый газ с постоянной скоростью барботируется через 10-15%-ную Нг804, содержащую иод, который взаимодействует с 802 по реакции [c.561]

Прибор. Кулонометр, использованный в работе, подобен прибору, спроектированному Буменом [305]. В работе дана его блок-схема и схема без усилителей. Главные элементы прибора— типовые решающие усилители с очень высоким усилением, которые используются в электронных моделирующих устройствах. В приборе применены три таких усилителя, два из которых работают в схеме потенциостата, а один является интегратором тока. Принцип работы кулонометра был кратко описан выше. [c.225]

Изложениюосновных принципов кулонометрии и ее применению для определения ряда веществ посвящено большое число работ, многие из которых приведены в литературных обзорах [1,472,532, 841, 957, 961,992, 1025]. Теоретический анализ процесса кулонометрического титрования дан Делахеем [456]. [c.220]

В заключение следует упомянуть метод, основанный на совершенно ином принципе [109]. В газо-жидкостной хроматографии детекторы электронного захвата обеспечивают почти 100%-ную ионизацию некоторых галогенсодержащих соединений. Этот факт стимулировал развитие работ по изучению детектора электронного захвата в качестве своеобразного газофазного кулонометра. Сообщалось, что для соединений типа ССЦ, F I3, СРзВга определяемое ло площади пиков количество потерянных электронов практически равно числу молекул образца, прошедших через детектор. Учитывая значительные трудности, связанные с приготовлением надежных калибровочных стандартов в диапазоне концентраций, характерных для образцов объектов окружающей среды, такая газофазная куло,-нометрия могла бы послужить базой для создания ценцога метода калибровки. Позднее этот метод был модернизирован [ПО]. Возможно, однако, что ему также присущи ограниче- [c.60]

Некоторые методы химического анализа основаны на принципе наложения на электроды электрохимической ячейки внешнего напряжения соответствующей величины и полярности, при котором протекает определенная реакция. Некоторые из таких методов описываются в этой главе. Используя электрогравиметрию, можно выполнить ряд важных анализов, основанных на количественном выделении металла на предварительно взвешенном электроде. В кулонометрии при контролируемом потенциале на электроде происходит только одна реакция, если потенциал анода или катода поддерживается постоянным. Интегрируя протекающий ток по времени, можно определить общее количество электричества, полученного в результате протекания реакции, и рассчитать количество электропревращенного вещества по закону Фарадея. В другом методе, называемом кулонометрическим титрованием, титрант, электрохимически генерируемый при постоянном токе, реагирует с определяемым веществом. Поскольку величина постоянного тока соответствует концентрации стандартного титранта, а время, необходимое для завершения титрования, — объему раствора титранта, то произведение тока на время непосредственно математически связано с неизвестным количеством вещества, химически реагирующего с титрантом. [c.404]

Теорию кулонометрии при контролируемом потенциале развивали различные школы исследователей, занимавшихся изучением электрохимических процессов. Интенсивные исследования в этой области проведены Лингейном [1], Делахеем [2], Гогеном [61,62], Бадо-Ламблингом [631, группой Мейтса [64—671 и другими авторами [68, 69]. Применение этого варианта кулонометрического анализа к решению различных практических задач и принципы метода описаны в ряде обзоров и популярных статей [30-32, 69-72]. [c.8]

Для определения больших количеств электричества (десятки и сотни кулонов) можно использовать кулонометры, действие которых основано на осаждении некоторых металлов (меди, серебра и др.) на платиновом аноде с последующим гравиметрическим определением количества выделенного осадка. На принципе электроосаждения основаны медные [126, 127], серебряные [128— 131] и окисноталлиевый [129] кулонометры, в которых иногда количество образовавшегося осадка определяют титриметри-чески [132] или кулонометрически [127]. Перечисленные выше типы кулонометров обеспечивают различную точность получаемых результатов, зависящую от ряда факторов, одним из которых являются абсолютные определяемые количества электричества. В каждом конкретном случае аналитик имеет возможность самостоятельно выбрать прибор, наиболее подходящий для решения стоящей перед ним задачи. Проведенное Пакманом [133] изучение оптимальных условий работы кулонометров различных типов (газового, йодного и серебряного) показало, что при определении миллиграммовых к оЛичеств веществ лучше всего использовать йодный кулонометр. [c.17]

Существует мнение, что развитие полярографии предшествовало появлению кулонометрии, поскольку данные полярографии очень часто используются при выборе оптимальных условий для кулонометрии на ртутных катодах. Однако, в действительности, Санд и другие еще в начале нашего столетия определили многие принципы и технические основы кулонометрического метода. Но в связи с недостатком специального оборудования этому электролитическому методу уделяли относительно мало внимания вплоть до 1942 г., когда Хиклинг опубликовал описание своего устройства для автоматического контроля потенциала, которое он назвал потенциостатом. С этих пор, главным образом благодаря усилиям Лингейна, Фурмана, Мак-Невина, Мейтеса и многих других метод потенциостатической кулонометрии находит все более широкое применение при решении проблем кинетики реакций, анализ-а и синтеза. [c.7]

Скрибнер и Рейли показали интересные новые возможности применения жидких амальгам в сочетании с титрованием ионов металлов этилендиаминтетрауксусной кислотой. Жидкая амальгама используется по существу как восстановитель при контролируемом потенциале. Количество ионов металла, поступающих в раствор из амальгамы, определяется титрованием ЭДТА, которое заменяет кулонометр для определения общего количества восстановленного вещества. Этот принцип может быть применен к исследованию как неорганических, так и органических систем. Так, л-нитрофенол восстанавливают до л-ами-нофенола встряхиванием обескислороженного раствора в ацетатном буфере в течение 5 мин с жидкой цинковой амальгамой. При этом количество образующихся ионов цинка, по данным титрования ЭДТА, соответствует 5,96 электрона на молекулу п-нитрофенола в сравнении с 6 по теории. [c.388]

Изложенное свидетельствует о двух важных преимуществах кулонометрического метода анализа в сравнении с другими. Во-первых, он не требует применения стандартных (титрованных) растворов анализируемое вещество либо непосредственно претерпевает электрохимическое изменение на электроде (в методе потенциостатической кулонометрии), либо количественно реагирует с промежуточным соединением, непрерывно образуемым на электроде (в методе гальва-ностатической кулонометрии). Во-вторых, кулопометрический метод абсолютен, т. е. тогда, когда выход по току продуктов электрохимической реакции или эффективность кулонометрического титрования близки к 100%, расход электричества является мерой содержания вещества. Следовательно, предварительной калибровки, неизбежной в большинстве аналитических методов, в данном случае не требуется. Предварительный же анализ по принципу задано — найдено нельзя рассматривать как калибровку, поскольку цель этой операции — отыскание оптимальных условий проведения анализа. [c.89]

Электрохимический принцип измерения концентрации газов составляет основу целого ряда аналитических методов, таких как кондуктометрия, потенциометрия, кулонометрия, вольтампе-рометрия. Общим для всех этих методов является наличие электрохимической ячейки, представ- [c.705]

На принципе потенциометрической кулонометрии основана работа газоанализатора Атмосфера-1М , предназначенного для определения содержания диоксида серы и сероводорода в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны промышленных предприятий. При определении 50г используют его реакцию с йодом, приводящую к образованию йодоводорода, который затем электроокисляется на измерительном электроде электрохимической ячейки. Электрический ток является мерой концентрации определяемого компонента. [c.364]

Из других электрохимических газоанализаторов воздуха следует упомянуть Миндаль , предназначенный для обнаружения в воздухе чрезвычайно токсичных паров H N (синильная кислота имеет запах миндаля). Этот прибор контролирует содержания H N в воздухе рабочей зоны в интервале 0—1,5 мг/м с погрешностью 10%. На принципе кулонометрии основано действие газоанализаторов ГАИ (см. табл. IV. 14), позволяюших экспрессно определять СО и СО2 в отработавших газах автомобильных двигателей. [c.366]

Принцип метода и проведение его мало отличаются от того, что сказано в главе, посвященной кулонометрии (см. стр. 517). Однако в этом методе не требуется, чтобы ток расходовался на реакцию осаждения со 100%-ной эффективностью, поскольку ток не измеряют. Главное, что требуется, — специфичность реакции осаждения. Электролиз поэтому чаще всего проводят при постоянном потенциале, что дает возможность проводить только желаемую электрохимическую реакцию. Когда есть возможность, проводят электролиз при постоянной силе тока, что ускоряет определение. Если одновременно с реакцией выделения требуемого вещества при электролизе происходят другие электрохимические реакции, это не имеет значения, когда в результате таких посторонних реакций получаются не твердые вещества, отлагающиеся на электроде, а растворимые или газообразные вещества. Поэтому электролитическое выделение того или иного металла можно проводить в присутствии неэлектроактивных веществ при одновременном выделении газообразного водорода за счет восстановления ионов Н+ или воды. В результате можно даже ускорить выделение металла вследствие повышения миграционного тока. [c.237]

Разработана методика определения бериллия в его образцах, сочетающая принципы гравиметрии и кулонометрии. После растворения образца осаждают Ее 2-метил-8-хинолином. После отделения образующийся осадок растворяют в смеси 0,1 М по КВг и 0,14 М по HNO3 и титруют органический реагент — осадитель электрогенерированным бромом с амперометрической индикацией к. т. т. [362]. Минимально определяемое количество бериллия (И) данным методом составляет 1 мкг/мл. [c.69]