Полярографические и некоторые другие электрохимические методы

Максимумы 2-го рода. В некоторых случаях (большая концентрация сопутствующего электролита, быстрое вытекание ртути из капилляра и т. д.) даже тогда, когда условия в растворе для капли таковы, что неравномерная поляризация ее отдельных мест устранена и максимумы 1-го рода возникнуть не могут, наблюдается предельный ток, значительно превышающий диффузионный причины этого выяснены Крюковой (см. выше). Что касается применения полярографических максимумов 2-го рода в аналитической практике, то это вполне возможно, так как зависимость между концентрацией деполяризатора и силой тока в присутствии большого избытка постороннего электролита выражается прямой линией, как и при обычном диффузионном токе. Необходимо лишь поддерживать строго постоянной скорость и направление движения ртути. На основании явления торможения тангенциальных движений поверхности ртутной капли адсорбированными органическими молекулами Крюкова разработала оригинальный метод определения органических веществ в воде [322]. Метод состоит в том, что для обеспечения прохождения в цепи тока, величина которого зависит от эффекта торможения тангенциальных движений поверхности капли ртути, а значит и от присутствия ПАВ в растворе, принято проводить электрохимическое восстановление кислорода, присутствующего в растворе (в исследуемой, например, воде). При этом, с одной стороны сила тока максимума 2-го рода изменяется линейно с содержанием самого кислорода с другой стороны, поскольку кислород восстанавливается при потенциалах менее отрицательных, чем происходит адсорбция большинства ПАВ, присутствие последних в растворе всегда хорошо проявляется. При этом степень загрязненности воды Крюкова предлагает выражать в виде суммы A + g р. Здесь [c.226]

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЕ И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ [c.98]

Полярографические вольт-амперные эксперименты с привлечением других электрохимических, а также спектральных методов позволяют судить также о путях превращения органических соединений на электродах и тем самым дают исходные предпосылки для осуществления органического электросинтеза. В некоторых случаях можно провести электрохимическое моделирование химических, каталитических и некоторых биохимических реакций. [c.140]

Хотя работы, в которых вращение электрода было применено для аналитических и теоретических целей, известны уже давно [91—94], более широкое распространение в электрохимических исследованиях этот метод получил лишь после того, как Левичем [95] была развита теория диффузии в размешиваемых растворах и точно определено соотношение между величиной предельного тока, коэффициентом диффузии разряжающихся ионов, а также некоторыми другими величинами и скоростью вращения дискового электрода. Практическое применение этого электрода показало хорошее согласие теории с опытом и дало возможность выяснить ряд вопросов электрохимической кинетики [96—100]. В некоторых случаях дисковый электрод был признан даже более подходящим для изучения кинетических и каталитических процессов, чем широко распространенный полярографический метод [101]. [c.21]

Качественный полярографический анализ имеет, пожалуй, те же недостатки, что и любой другой физико-химический метод (за исключением оптических методов). Эти недостатки обусловлены как относительно узким диапазоном потенциалов, в котором происходят электрохимические процессы, фиксируемые с помощью полярографа, так и часто встречающейся близостью значений потенциалов полуволны для различных веществ. К недостаткам относится также влияние на 1/2 природы растворителя, фона и некоторых других факторов. [c.297]

Широкое применение инструментальных методов анализа ни в какой мере не умаляет роли классической аналитической химии, которая, безусловно, является основой современной аналитической химии. Поэтому на первом этапе студенты знакомятся с классическими методами анализа и лишь с основами электрохимических, спектроскопических, хроматографических и некоторых других современных методов анализа (книги 1 и 2 Основы аналитической химии ). На втором этапе студенты углубленно изучают и практически осваивают в лаборатории аналитической. химии потенциометрический, кондуктометрический, хро-нокондуктометрический, высокочастотный, полярографический, амперометрический, кулонометрический, эмиссионный и абсорбционные методы спектрального анализа в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, а также радиометрические, хроматографические и другие методы анализа, и в том числе методы титрования иеводных растворов и методы анализа редких элементов, которые изложены в этой книге. [c.18]

Можно проводить полярографические и другие электрохимические процессы, в которых, например, на ток, обычно контролируемый скоростью диффузии некоторого вещества, влияла бы также скорость, с которой это вещество образуется в результате реакции в растворе (гл. 9). Этот принцип аналогичен принципу флуор.есцентных методов (пункт 6), когда реакция связана с другим процессом, происходящим в растворе. [c.18]

Полярографический метод относится к группе методов, объединяемых общим названием вольтамперо-метрия. Вольтамперометрии — это совокупность методов анализа, основанных на исследовании вольтам-перных кривых. Вольтамперометрии включает классическую полярографию, инверсионную вольтам-перометрию, вольтамперометрию с быстрой разверткой потенциала, переменнотоковую и импульсную полярографии, вольтамперометрическое титрование и некоторые другие методы. Во всех этих методах исследуют зависимость вольтамперометрических характеристик от электрохимического процесса окисления или восстановления веществ, находящихся в растворе. Электрохимический процесс происходит на погруженном в раствор электроде иод влиянием 1гроте-кающего через него электрического тока. [c.481]

В случае обратимых полярографических волн искомое число электронов может быть найдено из уравнения Гейровского —. Ильковича (см. гл. I, стр. 50). Из этого уравнения следует, что графическая зависимость 1 [г/(Гпр — 01 от Е представляет собой прямую, коэффициент обратного наклона которой равен 0,059//г. В случае 1е-процесса обратный наклон при 25 °С равен 59 мВ, а в случае 2е-процесса 29,5 мВ [1, с. 118 2]. Однако этот метод, примененный впервые Томешом, пригоден лишь для обратимых волн, которые дают при восстановлении лишь небольшое число органических веществ (хиноны, отдельные дикарбонильные соединения, гетероциклические хиноидные системы в водных средах и некоторые другие системы в неводных средах). В случае некоторых в целом необратимых процессов, потенциалопределяющая стадия которых обратима, но имеются последующие необратимые химические и электрохимические превращения,,по наклону волны также можно определить число электронов Па, затрачиваемых в активационной (потенциалопределяющей) стадии. Физический смысл обратного наклона волны для других случаев, осложненных адсорб- [c.82]

В последние годы получили развитие работы в области применения полярографического метода для изучения электрохимических превращений полимеров, в том числе для изучения электрохимической деструкции полимерных молекул. Отметим некоторые из этих работ. Кузнецов с сотр. [314] исследовали особенности электрохимических реакций полимерных четвертичных солей, восстановление которых протекает с участием пиридиниевых катионов. В работах Барабанова и сотр. [315, с. 46] представлены данные по изучению восстановления поли-Ы-этил-2-метил-5-винилпиридинийбромида и сополимера 2-ме-тил-5-винилпиридина с метилметакрилатом методами циклической вольтамперометрии. Наблюдающиеся на поляризационных кривых два пика авторы связывают с различным энергетическим состоянием отдельных восстанавливающихся звеньев адсорбированных макромолекул. Этими же авторами исследованы и другие полимерные системы. [c.205]

Условие обратимости электрохимической системы было определено в разделе II, А. Однако данное выше определение предназначено только для потенциометрии, и в нем отсутствует четко определенное различие между обратимыми и необратимыми окис-лительно-восстановительными системами. Например, установление равновесия является просто вопросом времени, и в качестве обратимых рассматриваются системы, у которых время, необходимое для достижения состояния равновесия, не превышает нескольких минут. В противоположность этому полярографические данные связаны с кинетикой исследуемых процессов. Поэтому полярографические условия обратимости являются значительно более строгими [99]. Система рассматривается как полярографически обратимая лишь в том случае, если в дополнение к термодинамической обратимости обладает достаточной подвижностью, и окисленная и восстановленная формы очень быстро приходят к равновесию с потенциалом электрода. Таким образом, концентрации электроактивных форм на поверхности электрода не должны меняться во времени при постоянном потенциале. Недостаточно подвижные процессы, даже термодинамически обратимые, в полярографии рассматриваются как необратимые [99]. Имеется относительно небольшое количество обратимых с точки зрения полярографии систем (к счастью, бопьшинство из них является гетероциклическими соединениями). Большинство электроактивных соединений претерпевает лишь необратимые изменения при окислительно-восстановительных процессах. Некоторые из этих систем (например, альдегид — спирт, кетон — спирт) реагируют с другими окислительно-восстановительными системами лишь очень медленно, но процесс может быть ускорен добавлением катализаторов и медиаторов. Однако имеются и такие системы, для которых равновесие не устанавливается вообще. Аналогичные свойства могут наблюдаться при установлении электродного потенциала в растворах таких необратимых систем. Эти трудности часто преодолевались посредством косвенных определений потенциалов и расчетов, подобных описанным в разделе IV. Для изучения необратимых процессов может быть использована полярография она является единственным общим методом, в котором скорость установления отношения Сок/Свос в зависимости от потенциала электрода изме- [c.252]

Продолжением этих обширных исследований явилось изучение электрохимического поведения 130 металлоорганических соединений переходных элементов [80, 81]. В этом случае был принят [80] следующий подход Нормальное исследование любого соединения включало 1) полярографическое изучение 2) исследования с помощью метода многократных треугольных импульсов (т. е. циклическая вольтамперометрня) для установления химической или электрохимической обратимости системы 3) исчерпывающий электролиз при соответствующем контролируемом потенциале и определение числа электронов (п), участвующих в реакции, которая соответствует полярографической волне 4) полярографическое изучение конечного раствора 5) исследования (когда это было целесообразно) конечного раствора с помощью метода ЭПР 6) пробное окисление (или восстановление) электрохимически генерированных веществ до исходного соединения и 7) полярографическое и спектроскопическое исследования этого конечного раствора в сопоставлении с исходным раствором . Некоторые из этих металлоорганических систем были электрохимически обратимыми, и данные для этих веществ, не приведенные в более ранних таблицах, собраны в табл. 14. Восстановленные формы не обязательно устойчивы в растворе в течение длительного времени. Другие соединения восстанавливались необратимо, но в определенных слу< чаях восстановленные формы, полученные электролизом при контролируемом потенциале, можно было окислить при постоянном потенциале до исходного материала с изменяющимся процентом регенерации. Все детали этих процессов можно найти в оригинальных статьях. Типы реакций металлоорганических соединений при их электрохимическом восстановлении показаны на рис. 3 [80]. [c.191]

Некоторые простые схемы, дающие возможность измерять скорость электрохимического процесса как функцию потенциала электрода, начали использовать в электрохимии давно, например в полярографических измерениях. Однако для развития потенциостатических методов решающее значение приобрела разработка электронных потенциостатов. Первый прибор такого типа был создан Хиклингом в 1942 г. Для изучения растворения и пассивации металлов потенциостатические методы были впервые применены во второй половине сороковых — начале пятидесятых годов Бартлетом в США и особенно успешно Франком и Бонгоффером в Германии и Я. М. Колотыркиным с сотрудниками в Научно-исследовательском физико-химическом институте (НИФХИ) им. Л. Я. Карпова. В нашей стране работы по созданию конструкций электронных потенциостатов, проводившиеся в НИФХИ им. Л. Я. Карпова, Центральной лаборатории автоматики МЧМ СССР (сейчас ВНИИАЧермет) и в других организациях, позволили не только оснастить опытными и мелкосерийными образцами таких приборов определенный круг ведущих исследовательских организаций, но и начать широкий промышленный выпуск потенциостатов. Можно ожидать, что [c.5]

Изучение современной литературы фактически по всем полярографическим методам показывает, что использование лабораторной ЭВМ в полярографическом анализе становится обычным. Достижения в электрохимическом приборостроении в настоящее время близко отвечают уровню развития элементов электроники. Многие функции приборов, которые прежде осуществлялись в аналоговом виде, теперь все чаще обеспечиваются цифровыми устройствами. Очевидно, самым значительным достижением является разработка микропроцессоров на интегральных схемах, которые встраиваются в аппаратуру, выпускаемую промышленностью. В сочетании с недорогими интегральными схемами памяти и цифроаналоговыми (ЦАП) и аналогоцифровыми (АЦП) преобразователями микропроцессор позволяет создавать недорогие приборы, которые обеспечивают замкнутый цикл контроля, накопления и обработки информации. Это означает, что все операции эксперимента (например, установка скорости развертки напряжения, периода капания, высоты импульса, лриращения потенциала, измерение тока или высоты пика и вычисление концентрации) выполняются под управлением ЭВМ и без вмешательства оператора. Например, в полярографии используют прибор, в котором микропроцессор управляет аналоговым потенциостатом для осуществления дифференциальной импульсной полярографии, анодной инверсионной вольтамперометрии и ряда других методов. Такие процедуры, как отбрасывание данных, полученных от плохих капель, усреднение результатов повторных измерений, вычисление высоты, пика и его положения, вычитание фона и изменение масштабов г— -кривой также выполняются под управлением микропроцессора. Некоторые особенности этих приемов показаны на рис. 10.1—10.3. [c.545]

Используя разнообразные полярографические и близкие к им методы, можно изучать реакции со временем полупревращения вплоть до 10 с, а применение современного метода [20], известного под названием фарадеевское выпрямление высокого разрещения , расширяет этот интервал до 10 с. Однако интерпретация кинетических результатов для реакции переноса протона, полученных из электрохимических измерений, связана с определенными трудностями. Во-первых, соотношение между наблюдаемыми величинами и химическими константами скорости сложно, и процедура вычисления обычно содержит физ.чческие или математические допущения и поправки. Во-вторых, полученная информация otнo иT Я к приэлектродному слою, который может быть очень тонким, вплоть до 10 A для наиболее быстрых из исследуемых реакций. Применимость обычных законов диффузии в этих условиях вызывает сомнение кроме того, возможно, что вклад в скорость реакции могут вносить и адсорбированные молекулы. Более того, градиент электричеокого потенциала в этих слоях может быть настолько высоким, что будет приводить к сильному увеличению скорости диссоциаций. Эти неопределенности, возможно, объясняют тот факт, что константа скорости, полученная из электрохимических измерений, не всегда согласуется с константами, измеренными другими методами сказанное относится, в частности, к некоторым ранним исследованиям, в которых не принимали во внимание вышеупомянутые осложнения, и приведенные в них константы скорости иногда слишком высоки, чтобы бы ь физически оправданными. Однако несомненно, что тщательно продуманные электрохимические экоперименты могут привести к надежным результатам, особенно по сравнительным скоростям серии сходных реакций переноса протона. Некоторые трудности возникают и потому, что измерения часто удобно проводить в присутствии высоких концентраций инертного электролита (например, 1М. КС1). Следовательно, полученные константы скорости нельзя непосредственно сравнивать с результатами измерений при низкой ионной силе. [c.145]