Potenciometrične analitske metode in njihove vrste

Da bi dobili boljšo idejo o potenciometričnih metodah analize, zakaj obstajajo in kakšen je njihov namen, je potrebno začeti razumeti potenciometrijo. To bomo zdaj storili.

Potenciometrija

Razlaga se začne s potenciometrijo. To ni ločeno področje znanosti ali kaj podobnega. Ta pododdelek vključuje niz vseh fizikalno-kemičnih raziskovalnih metod, ki obstajajo, vendar z enim majhnim pogojem. To vključuje samo tiste, ki temeljijo na merjenju elektromotorne sile verig.

Te verige sestavljajo dva glavna elementa:

• indikacijska elektroda;
• referenčna elektroda.

Za uporabo potenciometrične analitske metode je treba najti odvisnost elektrokemične elektrode oziroma njen potencial od koncentracije ionov ali njihove aktivnosti. Obstaja še ena trditev in piše, da je potenciometrija del, ki vključuje elektrokemične analitske metode, ki temeljijo na vzbujanju snovi z električnim poljem in potrebo po merjenju ravnovesne elektrode.

Osnove potenciometrije

Ustanovitelj takega dela analize kot potenciometrija je V. Nernst. V ospredju potenciometrične analitske metode leži enačba, ki jo je leta 1889 izpeljal ta človek. Enačba, ki jo je dobila Nernst, je služila za potencialne ravnovesne elektrode za njihovo ugotovitev. Toda kmalu zatem se je potenciometrija začela pogosteje uporabljati in začela uporabljati v takem delu kot analitična kemija.

Leta 1893 je znanstvenik R. Berend izvedel prvo potenciometrično titracijo v človeški zgodovini. Trenutno se v analizni in fizikalni kemiji široko uporablja takšen odsek kot potenciometrija. Poleg tega obstaja še nekaj drugih področij uporabe potenciometrične metode analize.

Področja potenciometrične uporabe

Analitična in fizikalna kemija je, kot smo rekli, edina področja, kjer je potenciometrija našla svojo aplikacijo. Ta metoda analize se pogosto uporablja tudi pri redoksometriji. Ta oddelek združuje več metod, ki temeljijo na merjenju potencialov za zmanjšanje oksidacije v preskusni raztopini.

Potenciometrične analitske metode se uporabljajo tudi pri ionometriji. To je ime za vejo neposredne potenciometrije, katere bistvo je določiti koncentracijo ali aktivnost ionov v različnih fazah. Za to se uporablja ionsko selektivna elektroda. Poleg tega ionometrija združuje vse analitske metode, ki se nanašajo na določanje koncentracije. Prav tako je vredno dodati, da ta oddelek vsebuje pH-metri, kation in anionometrijo.

Druga uporaba potenciometrične metode analize je potenciometrična titracija. Bistvo titracije je, da je treba upoštevati potek reakcije titracije in poznejše ugotovitve točk enakovrednosti.

Bistvo potenciometrične metode analize

Bistvo potenciometrije, pa tudi metode za analizo tega območja, je merjenje razlike med elektromotorno silo dveh elektrod. Ena izmed njih meri, druga pa pomožna. Poleg tega je treba obe elektrodi postaviti v obravnavano raztopino.

Zelo pomembno je opozoriti, da je velikost elektromotorja močno odvisna od temperature. Iz tega razloga so vsi instrumenti, ki se uporabljajo za analizo, še posebej merilniki pH in ionometri, dodatno opremljeni s temperaturnimi kompenzatorji, ki jih je mogoče nadzirati ročno in samodejno.

Na kratko, potenciometrična metoda analize temelji na merjenju emf galvanskih celic. S temi elementi razumemo le povezavo dveh elektrod, od katerih je ena, kot je bilo že omenjeno, indikator, druga pa je potrebna za primerjavo.

Neposredna potenciometrija

Razvrstitev metod potenciometrične analize je precej preprosta in ima le 2 točki. Prva podskupina je neposredna potenciometrija. Bistvo te metode je, da je treba izmeriti točno vrednost potenciala elektrode in nato poiskati aktivnost potencialno določljivega iona v raztopini v skladu z Nernstovo enačbo. Ta metoda se uporablja za iskanje pH vodnih in nevodnih raztopin. Poleg tega se lahko ta metoda uporabi za določanje pH za proizvodne raztopine oligomerov.

Poleg tega se uporabljajo potenciometrične metode za analiziranje neposredne potenciometrije za analizo kisle in osnovne nečistoče v dimetilformamidu. Ta metoda se lahko uporablja tudi za določanje kloridnih ionov in kislinskih komponent v različnih industrijskih rešitvah.

Na vprašanje o tem, na kaj temelji potenciometrična analitična metoda te skupine, lahko odgovorimo na merjenje natančnih količin. Iz tega pa postane jasno, zakaj je ta analitska metoda našla široko uporabo na področjih, kot so termodinamika, elektrokemične in kemijske reakcije.

Titracija

Bistvo potenciometrične metode analize v tej regiji potenciometrične titracije temelji na potrebi določitve točke ekvivalence v reakciji nevtralizacije, pa tudi v sedimentacijske reakcije in kompleksne tvorbe, ki bodo znane po rezultatih potenciometričnih meritev. Ko se pokaže analiza te natančne točke ekvivalence, ki je tudi končna točka reakcije, bo v raztopini, ki se spremlja, mogoče najti neznano količino snovi. To se lahko ugotovi iz porabe titrantja, katerega koncentracija je znana v natančnih številkah.

Načela titracije

Načelo potenciometrične metode analize - titracija - je naslednje. V bližini točke enakovrednosti je običajno močna sprememba ali celo potencialni skok od indikatorske elektrode. Ta skok bo odvisen od moči raztopine ali baze titrirane kisline, pa tudi od koncentracije same raztopine. Če se izvede titracija zmesi različnih kislin, lahko opazimo več skokov v eni reakciji.

Uporaba te metode se izvaja v izključno uporabljene namene, ko je treba najti končno točko titracije, s katero je mogoče ugotoviti, ali analit v raztopini pripada skupini. Kljub temu pa je ta metoda postala precej razširjena in ima tudi svoje prednosti, ki jo med drugimi analiznimi metodami ugodno razlikujejo.

Koristi potenciometrije

Med prednostmi potenciometrije na splošno lahko izberemo naslednje točke:

1. Visoka natančnost analiz.
2. Visoka občutljivost meritev.
3. Če govorimo o titraciji, potem lahko metodo uporabimo pri motnih ali večbarvnih raztopinah.
4. Uporaba neposredne potenciometrične metode analize - hitrost in preprostost meritev.
5. Ena od velikih prednosti je sposobnost avtomatizacije procesa titracije. Nekateri industrijski objekti se ukvarjajo s proizvodnjo avtomatskih avtotratorjev, ki so opremljeni s potenciometri. Posledično se pridobi manjši avtonomni kompleks za analizo.

Ta metoda razlikuje tudi od drugih, da je mogoče v isti raztopini določiti več snovi brez predhodne ločitve.

Lastnosti in pomanjkljivosti potenciometrije

Če govorimo o potenciometriji, pa tudi o metodah analize, lahko razlikujemo več funkcij. Potenciometrična titracija na primer močno širi možnost praktične uporabe tega področja analize med nevodnimi topili. Te metode ljudem omogočajo, da najdejo vsebino različnih komponent, ki jih ni mogoče individualno titrirati, pa tudi možnost analize snovi, ki se ne raztopi ali se nasprotno razgrajuje v vodi.

Druga pomembna značilnost potenciometričnih metod je ta, da se nanašajo na nedestruktivno skupino. Z drugimi besedami, analiza z eno od potenciometričnih metod ne vpliva na sestavo analizirane raztopine in jo ne uniči, tako da lahko zmes kasneje uporabimo brez težav. Merilna napaka pri uporabi neposredne potenciometrične metode je le 2 do 10%. In če se uporablja potenciometrična titracija, je napaka celo od 0,5 do 1%.

Pomanjkljivost metode je mogoče šteti, da je nemogoče uporabiti za stalno spremljanje in v nekaterih primerih ni mogoče določiti prenizkih koncentracij v raztopini.

Prednosti potenciometrične analize

Znanstveniki razlikujejo glavno prednost te metode je njegova hitrost, pa tudi preprostost, s katero se izvaja analiza. Te dve kvaliteti razlikujejo potenciometrijo in metode njegove analize med drugim.

Čas, ki je potreben za določitev ravnotežja potencialov indikatorske elektrode, je precej majhen, kar omogoča enostavno študiranje kinetičnih reakcij in reakcij avtomatskega nadzora različnih tehnoloških procesov.

Če se kot elektrode uporabljajo mikroelektri, se lahko izvajajo meritve v vzorcih, katerih prostornina je enaka desetemu deležu cm3. Poleg tega obstaja več različnih rešitev, v katerih se meritve lahko izvedejo s potenciometrijo.

Obstaja potenciometrična metoda za analizo vode, razne motne in barvne raztopine ter različne viskozne paste. Njegova velika prednost je, da pri uporabi te metode ni potrebe po destilaciji ali filtriranju raztopine. In to v nekaterih primerih prihrani veliko časa.

Prednosti potenciometrične titracije

Uporaba potenciometra metoda analize titracije se odlikujejo s takšnimi prednosti:

• S to metodo lahko popolnoma odpravite subjektivne napake, ki so pogosto povezane z vizualnim nadzorom rešitve.
• Ta metoda velja za bolj občutljivo. Z drugimi besedami, pri istih manipulacijah, titracija omogoča določanje manj koncentriranih snovi.
• Poleg tega metoda omogoča brez titriranja titriranih ali barvnih raztopin. To je zelo priročno, ker v takšnih rešitvah ni mogoče uporabiti barvnih kazalnikov, na primer.
• Tudi ta metoda analize omogoča osebi, da dosledno določi mešanico snovi iz istega dela raztopine.

Te prednosti ugodno razlikujejo titracijo proti ozadju drugih potenciometričnih metod in zato se uporabljajo zelo široko.