Амперометрическое титрование - Amperometric titration

Амперометрическое титрование относится к классу титрования в которой Точка эквивалентности определяется путем измерения электрический ток производится реакцией титрования. Это форма количественный анализ.

Задний план

Раствор, содержащий аналит, А, в присутствии некоторого проводящего буфера. Если электролитический потенциал подается на раствор через рабочий электрод, тогда измеряемый ток зависит (частично) от концентрации аналита. Измерение этого тока можно использовать для непосредственного определения концентрации аналита; это форма амперометрия. Однако трудность состоит в том, что измеряемый ток зависит от нескольких других переменных, и не всегда возможно адекватно контролировать все из них. Это ограничивает точность прямой амперометрии.

Если потенциал, приложенный к рабочему электроду, достаточен для восстановления анализируемого вещества, то концентрация анализируемого вещества вблизи рабочего электрода будет уменьшаться. Больше аналита будет медленно размытый в объем раствора, близкий к рабочему электроду, восстанавливая концентрацию. Если потенциал, приложенный к рабочему электроду, достаточно велик ( перенапряжение ), то концентрация аналита рядом с рабочим электродом будет полностью зависеть от скорости диффузии. В таком случае говорят, что ток ограниченное распространение. По мере того, как аналит уменьшается на рабочем электроде, концентрация аналита во всем растворе будет очень медленно уменьшаться; это зависит от размера рабочего электрода по сравнению с объемом раствора.

Что произойдет, если добавить какой-либо другой вид, который вступает в реакцию с аналитом (титрантом)? (Например, хромат-ионы могут быть добавлены для окисления ионов свинца.) После добавления небольшого количества титранта (хромата) концентрация аналита (свинца) снижается из-за реакции с хроматом. Ток от восстановления иона свинца на рабочем электроде будет уменьшаться. Добавление повторяется, и ток снова уменьшается. График зависимости тока от объема добавляемого титранта будет прямой линией.

После добавления достаточного количества титранта для полной реакции с анализируемым веществом избыток титранта может быть уменьшен на рабочем электроде. Поскольку это другой вид с разными характеристиками диффузии (и разными полуреакция ), наклон текущего и добавленного титранта будет иметь другой наклон после точки эквивалентности. Это изменение наклона отмечает точку эквивалентности точно так же, как, например, внезапное изменение pH отмечает точку эквивалентности в кислотно-основное титрование.

Электродный потенциал также может быть выбран таким, чтобы титрант уменьшался, но аналит - нет. В этом случае наличие избытка титранта легко обнаружить по увеличению тока над фоновым (зарядным) током.

Преимущества

Главное преимущество перед прямой амперометрией состоит в том, что величина измеряемого тока представляет интерес только как индикатор. Таким образом, факторы, имеющие решающее значение для количественной амперометрии, такие как площадь поверхности рабочего электрода, полностью исчезают при амперометрическом титровании.

Основным преимуществом перед другими типами титрования является избирательность, обеспечиваемая потенциалом электрода, а также выбором титранта. Например, ион свинца восстанавливается при потенциале -0,60 В (относительно насыщенный каломельный электрод ), а ионов цинка - нет; это позволяет определять свинец в присутствии цинка. Очевидно, это преимущество полностью зависит от других видов, присутствующих в образце.

Смотрите также

использованная литература

  • Джон Т. Сток (1972). «Амперометрическое титрование». Аналитическая химия. 44 (5): 1–9. Дои:10.1021 / ac60313a036.
  • Х. А. Лайтинен и И. М. Кольтхофф (1941). «Вольтамперометрические определения и амперометрическое титрование с вращающимся микроэлектродом из платиновой проволоки». Журнал физической химии. 45 (7): 1079–1093. Дои:10.1021 / j150412a003.