Классификация методов анализа

1. Электрохимические методы;

2. Оптические методы;

3. Спектроскопия ЭПМР;

4. Спектроскопия ЯМР;

5. Рентгеноструктурный анализ;

6. Хроматография;

7. Масспектрометрия;

8. Нейтронный активационный анализ.

 

Электрохимические методы анализа

1) Кондуктометрия;

2) Потенциометрия;

3) Полярография;

4) Вольтамперометрия

Кондуктометрия

Теоретические основы

 

Кондуктометрия – метод анализа, основанный на измерении электропроводности растворов.

Электропроводностью раствора (W) – называют его способность проводить электрический ток, при наличии электрического поля, и обусловленною направленным движением ионов в электрическом поле.

W, [Cм; Ом ^-1]

 

W= (1)

W=æ (2)

Удельная электропроводность (æ) – представляет собой электропроводность раствора находящегося между 2-мя параллельными электродами площадью 1см² расположенными на расстоянии 1 см.

æ, [См · см^-1]

æ= (3)

Эквивалентная электропроводность (l) – это электропроводность раствора содержащего 1 моль (1 г-экв) электролита в 1 см³ раствора.

Численно она равна отношению удельной электропроводности к молей вещества в 1 мл.

l, [См·см²·моль^-1]

l= (4)

j, [моль ∕мл]

Если воспользоваться эквивалентной молярной (нормальной) концентрацией [моль/л], то l имеет вид:

l= (5)

 

Предельная эквивалентная электропроводность

Пусть имеются два электрода, с площадью сечения 1см², находящиеся на расстоянии 1см друг от друга. Обозначим абсолютные скорости движения ионов между электродами в этом случае, при разности потенциалов равной 1 В, как V ₊ и V-, тогда при разности потенциалов равной U и расстоянии между электродами равному l, абсолютные скорости будут равны:

Для катионов:

(6)

Для анионов:

Ток, который проходит через поперечное сечение S, за одну секунду, при этих условиях равен:

I= F·(V₊ + V_-) (7)

Так как, исходя из закона Ома:

W= (8)

то электропроводности (W, æ, l) равны:

W= F·(V₊ + V_-) (9)

Так как S и l равны 1

æ= F·(V₊ + V_-), (10)

l= a·F·(V₊ + V_-) (11)

Величина в 96500 раз (число Фарадея [Кл/моль]) больше, чем абсолютные скорости движения ионов называется подвижностью ионов в растворе и обозначается l ₊ и l _-

Для катионов: l ₊ =F·V₊

(12)

Для анионов: l _-=F·V_-

l=a·(l ₊ + l _-) (13)

При уменьшении концентрации степень диссоциации увеличивается и при бесконечном разбавлении (С®0, a®1) l стремится принять максимальное значение, которое называется – предельной эквивалентной электропроводностью при бесконечном разбавлении.

Согласно закону Кольрауша:

l⁰ = (l⁰ ₊ + l⁰ _-) (14)

Величины подвижностей ионов являются константами и приведены в таблицах. Они включают в себя величины зарядов ионов, поэтому можно сравнивать величины подвижностей ионов с различными зарядами.