Электрохимические методы анализа

К этим методам относятся: потенциометрический, кондуктометрический и полярографический методы анализа.

1. Потенциометрический метод анализа – позволяет измерять рН р-ра и Э.Д.С. Измерение на иономере производят при помощи электродов. Обычно их два. Один электрод измерительный, а второй – сравнения. Электрод сравнения всегда имеет электронное значение потенциала. Обычно это электрод второго рода (хлор-серебряный электрод, серебряная проволока покрытая слоем соли AgCl, и эта проволока с покрытием опущена в р-р KCl (хлорид калия); каломельный электрод – платиновая проволока опускается в ртуть (покрыта солями ртути) Hg₂Cl₂ (каломель). К измерительным электродам относится стеклянный электрод. В нём происходит обмен ионами водорода р-ра и стекла.

Н⁺_р-ра→Н⁺_стекла

О.В. электрод в паре с хлорсеребряным используется для измерения ЭДС. О.В. электрод опускается в р-р, в котором находятся катионы с различной степенью окисления.

электрод с платиновой проволокой

2. Кондуктометрический метод анализа – применяется в аналитической химии для построения кривых титрования, калибровочных кривых, а так же для проведения исследовательских работ.

3. Полярографический метод анализа – применяется в металлургии, а так же для анализа воды. Позволяет определять очень маленькие концентрации катионовМе10^-8–10^-10 гр/литр. В этом методе используется 2 электрода: стандартный – каламельный электрод. А измерителный электрод – ртутный капающий электрод. Устройство: стеклянный капиляр (Ø с чеовеческий волос) опускается в исследуемый р-р и во время измерения из этого капиляра капает ртуть. Чем выше концентрация в-ва в р-ре, тем выше полярографическая волна. С прибором в паре работает самописец, фиксирует волны.

 

Любой метод анализа необходимо начинать с математической обработки результатов измерений. В результате обработки определяется доверительный интервал и рассчитывается относительная ошибка.

Пример: при анализе р-ра к-ты потенциометрическим методом найдём следующие значения рН этого р-ра.

рН: 4,50; 4,52; 4,55; 4,60; 4,70; 4,75

Число вариант n=6. Необходимо определить доверительный интервал среднего значения рН при доверительной вероятности Р=0,95 (95%) и относительную ошибку среднего.

Решение:

1. Выясним, имеются ли грубые промахи. Для этого рассчитаем Q критерий.

Т.к. =0,20< =0,56 выборка однородна. Все измеренные значения используются при дальнейших рассчётах. (Если Q>Qтабл., то отбрасывается последнее измерение и расчёт ведётся заново)

2. Рассчитаем среднее значение отклонения рН, квадраты отклонений рН² и сумму квадратов отклонения . Все значения внесём в таблицу отклонений.

Таблица отклонений

рН	∆рН	∆рН2	∑рН2
4,50	4,50-4,60=-0,10	-0,102=0,0100	0,0514
4,52	4,52-4,60=-0,08	-0,082=0,0064
4,55	4,55-4,60=-0,05	-0,052=0,0025
4,60	4,60-4,60=0	02=0
4,70	4,70-4,60=0,10	0,102=0,0100
4,75	4,75-4,60=0,15	0,152=0,0255

 

∑рН²=0,0514

3. Определяем стандартное отклонение S.

=

4. Находим полуширину доверительного интервала . Табличное значение коэф. Стьюдента при n=6, р=0,95

t_p,n=t_0.95;6=2,57 (табл.)

Тогда ∆ = t_0.95;6*S/n^0,5=2,57*

Доверительный интервал:

∆рН=4,60±0,10

5. Рассчитаем относительную погрешность среднего

=

6. Составляем итоговую таблицу.

рН	4,50; 4,52; 4,55; 4,60; 4,70; 4;75
n
	4,60
S	0,10
	0,10 (р=0,95)
∆рН	4,60±0,10
	2,2%