3. В чем сущность кулонометрического титрования? Какие типы химических реакций можно использовать в кулонометрическом титровании? (Решение → 25933)

Заказ №38742

Ответ:

В основе прямой кулонометрии лежит непосредственное электропревращение определяемого вещества на электроде, поэтому метод пригоден только для определения электроактивных веществ, т. е. веществ, способных окисляться или восстанавливаться на электроде. Прямые определения проводят при предварительно подобранном постоянном потенциале рабочего электрода, обеспечивающем устранение конкурирующих реакций и 100%-ю эффективность по току. Момент окончания электродной реакции определяют, используя зависимость I = f(t), которая в перемешиваемом растворе выражается уравнением It = Io * 10-Kt , где It - сила тока в момент времени t, Io - в начальный момент; K - константа, зависящая от площади поверхности электрода S, коэффициента диффузии D объема раствора V и толщины диффузионного слоя (σ): K = 0,43 DS/Vσ. Из уравнения следует, что для полного восстановления или окисления определяемого вещества на электроде требуется бесконечно большее время, что практически неосуществимо. Поэтому электролиз ведут не до I = 0, как это требуется для 100%-ного выхода по току, а до достижения небольшого, не изменяющегося в течение времени тока, составляющего 0,01 - 0,001% I0. Для ускорения завершения электролиза используют электроды с большой площадью, малый объем раствора и перемешивание. При правильно выбранных условиях электролиза его время не превышает 0,5 ч. Прямая кулонометрия - высокочувствительный и точный метод, позволяющий с помощью современных приборов определять до 10-9 г вещества, за время 103 с с погрешностью не более 0,5%. Этот метод безэталонный и легко автоматизируемый. В процессе кулонометрического титрования определяемое вещество реагирует с титрантом, получаемым в результате электрохимической реакции на электроде. Такой титрант называют электрогенерированным, а электрод, на котором его получают – генераторным. В кулонометрическом титровании используются химические реакции различных типов: кислотно-основные, окислительно-восстановительные, комплексообразования и др. Различные восстановители (Fe2+ , Sn2+ , Sb3+ , As3+ и др.) могут быть оттитрованы, например,