Metode potenciometrijske analize i njihove vrste

Da bismo dobili bolju predodžbu o tome koje su metode potenciometrijske analize, zašto postoje, a koja je njihova svrha, nužno je započeti razumijevanje samog potenciometrije. To je ono što ćemo sada učiniti.

potenciometrija

Objašnjenje počinje s potencijalom. Ovo nije zasebno područje znanosti ili nešto slično. Ovo pododjeljivanje uključuje skup svih fizikalno-kemijskih metoda istraživanja koje postoje, ali s jednim malim uvjetom. To uključuje samo one od njih, koji se temelje na mjerenju elektromotorni snagu lanaca.

Ti lanci se sastoje od dva glavna elementa:

• indikatorska elektroda;
• referentna elektroda.

Da bi se koristila potentiometrijska metoda analize, nužno je pronaći ovisnost elektrokemijske elektrode, odnosno, njegov potencijal na koncentraciji iona ili njihovu aktivnost. Postoji još jedan prijedlog, a kaže da je potentiometrija dio koji uključuje elektrokemijske metode analize temeljene na uzbudi materije električnim poljem i potrebom za mjerenjem ravnotežne elektrode.

Osnove potenciometrije

Osnivač takvog dijela analize kao potentiometrija je V. Nernst. U središtu potenciometrijske metode analize nalazi se jednadžba, koju je 1889. godine upravo preuzeo taj čovjek. Jednadžba koju je dobila Nernst služila je za ravnotežne potencijale elektroda, za njihov nalaz. No, ubrzo nakon toga, potentiometrija počela postati široko koristi i počela se koristiti u takvom odjeljku kao analitička kemija.

Godine 1893. znanstvenik R. Berend provela je prvu potentiometrijsku titraciju u ljudskoj povijesti. Trenutačno takav odjeljak kao potentiometrija široko se koristi u analitičkoj i fizičkoj kemiji. Osim toga, postoji nekoliko drugih područja primjene potenciometrijske metode analize.

Područja upotrebe potenciometrije

Analitička i fizikalna kemija je, kao što smo rekli, ne samo područja u kojima je potencijalna metoda pronašla njegovu primjenu. Ova metoda analize također je naširoko korištena u redoksometrijskoj metodi. Ovaj odjeljak kombinira nekoliko metoda koje se temelje na mjerenju potencijala za smanjenje oksidacije u ispitnoj otopini.

Potrebno je koristiti i potenciometrijske metode analize u ionometrima. Ovo je naziv grane izravne potenciometrije, čija je bitna odrediti koncentraciju ili aktivnost iona u različitim fazama. Za to se koristi ionsko-selektivna elektroda. Osim toga, ionometrija kombinira sve metode analize koje se odnose na određivanje koncentracije. Također vrijedi dodati da je ovaj dio također sadržava pH-mjerenje, kation i anionometrija.

Još jedna uporaba potenciometrijske metode analize je potenciometrijska titracija. Bit titracije je potreba promatranja tijeka reakcije titracije i naknadnog pronalaženja ekvivalentnih točaka.

Bit potenciometrijske metode analize

Bit potenciometrije, kao i metode za analizu ove regije, je mjerenje razlike između elektromotorne snage dvije elektrode. Jedan od njih je mjerenje, a drugi je pomoćni. Osim toga, obje ove elektrode moraju biti smještene u rješenje koje se razmatra.

Vrlo je važno napomenuti da veličina elektromotornog sloja jako ovisi o temperaturi. Iz tog razloga, svi instrumenti koji se koriste za analizu, posebno pH i ionometri, dodatno su opremljeni temperaturnim kompenzatorima koji se mogu kontrolirati i ručno i automatski.

Ukratko, potenciometrijska metoda analize temelji se na mjerenju EMF galvanskih stanica. Ovim se elementima jednostavno razumiju veze dviju elektroda, od kojih je jedna, kako je ranije spomenuta, indikator, a drugi je potreban za usporedbu.

Izravna potenciometrija

Klasifikacija metoda potenciometrijske analize je prilično jednostavna i ima samo 2 boda. Prva podskupina je izravna potenciometrija. Bit ove metode je da je potrebno izmjeriti točnu vrijednost elektrodnog potencijala, a zatim pronaći aktivnost iona koji određuje potencijal u otopini u skladu s Nernstovom jednadžbom. Ova metoda se koristi za pronalaženje pH vodenih i nevodenih otopina. Dodatno, ova metoda se može koristiti za pronalaženje pH za produkcijska rješenja oligomera.

Osim toga, potenciometrijske metode za analizu izravne potenciometrije koriste se za analizu kiselih i bazičnih nečistoća u dimetilformamidu. Ova se metoda također može koristiti za određivanje kloridnih iona i kiselih komponenata u različitim industrijskim otopinama.

Na pitanje o tome što se temelji potenciometrijska metoda analize ove grupe, može se odgovoriti na - mjerenje točnih količina. I iz toga postaje jasno zašto je ova metoda analize pronašla široku primjenu u područjima kao što su termodinamika, elektrokemijska i kemijska reakcija.

titracija

Bit potenciometrijske metode analize u ovom području potenciometrijske titracije temelji se na potrebi određivanja točke ekvivalencije u neutralizacijskoj reakciji, kao i na sedimentacijske reakcije i stvaranje kompleksa, što će biti poznato nakon rezultata potenciometrijskih mjerenja. Nakon što se analizira točna točka ekvivalencije, koja je također krajnja točka reakcije, moguće je pronaći nepoznatu količinu tvari u otopini koja se prati. To se može odrediti iz potrošnje titranata čija koncentracija je poznata u točnim brojevima.

Načela titracije

Princip potentiometrijske metode analize - titracije - je kako slijedi. U blizini točke ekvivalencije, obično dolazi do snažne promjene ili čak potencijalnog skoka s indikatorske elektrode. Snaga ovog skoka ovisit će o jačini titrirane otopine kiseline ili baze, kao io koncentraciji same otopine. Ako se provodi titracija smjese raznih kiselina, može se uočiti nekoliko skokova u jednoj reakciji.

Korištenje ove metode provodi se samo za primijenjene svrhe, kada je potrebno pronaći krajnju točku titracije, s kojom je moguće odrediti da li analit u otopini pripada skupini. Međutim, unatoč tome, ova metoda je postala prilično raširena, a ima i svoje prednosti koje ga pogodno razlikuju među ostalim metodama analize.

Prednosti potenciometrije

Među prednostima potenciometrije, općenito se mogu izdvojiti sljedeće točke:

1. Visoka točnost analiza.
2. Visoka osjetljivost mjerenja.
3. Ako govorimo o titraciji, tada se metoda može koristiti u zamućenim ili višestrukim rješenjima.
4. Korištenje izravne potenciometrijske metode analize - brzina i jednostavnost mjerenja.
5. Jedna od velikih prednosti je sposobnost automatizacije titracijskog procesa. Neki industrijski objekti bave se proizvodnjom automatskih autotitratora koji su opremljeni potenciometrom. Kao rezultat toga, dobiven je mali autonomni kompleks za analizu.

Također razlikuje ovu metodu od drugih da je moguće odrediti nekoliko tvari u istom rješenju bez njihovog prethodnog odvajanja.

Značajke i nedostaci potenciometrije

Ako govorimo o potenciometriji, kao io metodama analize, možemo razlikovati nekoliko značajki. Na primjer, potenciometrijska titracija uvelike povećava mogućnost praktične primjene ovog područja analize među nevodenim otapalima. Ove metode omogućuju ljudima da pronađu sadržaj različitih sastavnica koje se ne mogu pojedinačno titrirati, kao i mogućnost analize tvari koja se ne otapa ili obratno raspada u vodi.

Druga važna značajka potenciometrijskih metoda je da se upućuju u nerazornu skupinu. Drugim riječima, analiza pomoću jedne od potenciometrijskih metoda ne utječe na sastav analizirane otopine i ne uništava ga, tako da se smjesa može kasnije koristiti bez ikakvih problema. Mjerna pogreška pri izravnoj potenciometrijskoj metodi je samo 2 do 10%. A ako se koristi potenciometrijska titracija, tada je pogreška čak od 0,5 do 1%.

Nedostatak se može smatrati da je nemoguće da ga koriste za kontinuirano praćenje, kao i, u nekim slučajevima to je nemoguće utvrditi vrlo niske koncentracije u otopini.

Prednosti potenciometrijske analize

Znanstvenici razlikuju glavnu prednost ove metode je njegova brzina, kao i jednostavnost s kojom se provodi analiza. Ove dvije osobine razlikuju potencijal i metode njegove analize među ostalima.

Vrijeme koje je potrebno za uspostavljanje ravnoteže potencijala indikatorske elektrode je prilično mala, što zauzvrat omogućuje da s lakoćom proučavate kinetičke reakcije i reakcije automatske kontrole raznih tehnoloških procesa.

Ako se koristi kao elektroda mikroelektrodama, onda to postaje dostupna mjerenja u uzorcima čiji je obujam jednak desetine smsup3-. Osim toga, postoji nekoliko različitih rješenja u kojima se mjerenja mogu vršiti pomoću potenciometrije.

Postoji potentiometrijska metoda za analizu vode, raznih zamućenih i obojenih otopina, kao i raznih viskoznih paste. Njegova ogromna prednost je da kod korištenja ove metode nema potrebe za destilacijom ili filtriranjem otopine. I to u nekim slučajevima štedi puno vremena.

Prednosti potenciometrijske titracije

Korištenje potenciometrijskih metoda titracije analize razlikuje se od takvih prednosti:

• Ova metoda omogućuje vam potpuno uklanjanje subjektivnih pogrešaka, koje su često povezane s vizualnim praćenjem rješenja.
• Ova se metoda smatra osjetljivijom. Drugim riječima, s istim postupcima, titracija omogućuje određivanje manje koncentriranih tvari.
• Osim toga, metoda omogućava da se titracija provede bez poteškoća u zamućenim ili obojenim rješenjima. To je vrlo povoljno, jer je nemoguće primijeniti indikatore boje u takvim rješenjima, na primjer.
• Također, ova metoda analize omogućuje osobi da dosljedno odredi smjesu tvari iz istog dijela otopine.

Ove prednosti povoljno razlikuju titraciju u odnosu na pozadinu ostalih potenciometrijskih metoda, pa se stoga koristi vrlo široko.