To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Sprawozdanie
„Badanie jonów kompleksowych metodą polarografii zmiennoprądowej prostokątnej”
Podstawy teoretyczne
Metoda polarograficzna, której twórcą jest czeski uczony Jaroslav Heyrovsky, należy do ważniejszych i coraz częściej stosowanych metod analizy aparaturowej (instrumentalnej).
Metoda ta polega na elektrolizie rozcieńczonych roztworów substancji ulegających elektroredukcji lub utlenieniu, przy czym wykorzystuje się, do celów analitycznych, procesy polaryzacji zachodzące na kroplowej elektrodzie rtęciowej.
Stosowanie kroplowej elektrody rtęciowej jest korzystne z wielu powodów: Powierzchnia takiej elektrody stale się odnawia (za każdą kroplą), co przeciwdziała gromadzeniu się na niej większych ilości produktów redukcji, które zmieniając naturę katody zmieniałyby warunki wydzielania się jonów. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie wyników powtarzalnych.
Większość metali tworzy z rtęcią amalgamaty, dzięki czemu produkty redukcji nie zagęszczają się na powierzchni kropli rtęci, lecz wnikają do jej wnętrza; zapobiega to reakcjom wtórnym między produktami redukcji a jonami dążącymi do elektrody, co mogłoby zakłócić prawdziwy przebieg procesu.
Wysokie nadnapięcie wodoru na rtęci umożliwia wydzielanie na elektrodzie kroplowej substancji znacznie bardziej od wodoru elektroujemnych.
Zasady polarografii
Badany roztwór, zawierający jeden lub więcej rodzajów jonów mogących ulec redukcji na katodzie, poddaje się elektrolizie przy wzrastającym napięciu i obserwuje zmiany natężenia prądu. Katodę stanowią kropelki rtęci wypływające z kapilary, anodę zaś - duża powierzchnia rtęci znajdującej się na dnie naczynia (bardzo dobrze odwracalna, tzn. nie polaryzująca się elektroda kalomelowa). Ze względu na bardzo małe rozmiary katody, gęstość prądu na niej jest stosunkowo duża, podczas gdy na anodzie jest znikomo mała; z tego powodu przyłożone napięcie zużywa się prawie wyłącznie na polaryzację katody, natomiast potencjał anody pozostaje praktycznie niezmienny.
Różnicę potencjałów między elektrodą kroplową a elektrodą odniesienia mierzy się miliwoltomierzem o bardzo dużym oporze. Rejestruje się zależność natężenia prądu od różnicy potencjałów między elektrodą kroplową a przeciwelektrodą. Substancje redukujące się na elektrodzie kroplowej mają stężenia rzędu 10-3÷10-6 M. Aby zapewnić dostateczną przewodność roztworu i równocześnie sprowadzić udział jonów redukujących się na elektrodzie w przenoszeniu ładunku praktycznego do zera, dodaje się tzw. Elektrolitu podstawowego - jest nim na ogół ok. 1 m KCl(aq), Na2SO
(…)
… się dopóty, dopóki potencjał elektrody kroplowej nie osiągnie potencjału redukcji jonów cynkowych (pkt. C). Powtarza się narastanie natężenia prądu, zakończone jego ustaleniem się na pewnym poziomie.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie potencjału półfali jonu kompleksowego względem NEK w funkcji stężenia ligandu: E1/2 = f([L]); wyznaczenie na tej podstawie liczby koordynacyjnej kompleksu oraz stałej trwałości…
… można opisać równaniem prostej y = ax + b, gdzie:
Mierząc E1/2 w zależności od [C2H4O62-] możemy wyznaczyć liczbę koordynacyjną kompleksu p. Ponadto możemy obliczyć β - stałą trwałości.
Aparatura
polarograf zmiennoprądowy (np. OH-104)
naczynko polarograficzne układ do pomiaru potencjału elektrody kroplowej względem NEK (miliwoltomierz elektroniczny oraz NEK) ultratermostat
Wykonanie ćwiczenia
Sporządzić 4…
… powierzchnia kroplowej elektrody rtęciowej powoduje, że natężenie prądu płynącego przez roztwór jest bardzo małe;
duże nadnapięcie wodoru na rtęci pozwala na zwiększenie zakresu wykorzystywanych potencjałów;
rtęć jako metal szlachetny nie reaguje z roztworami;
na elektrodzie kroplowej istnieją idealne warunki do wykorzystania dyfuzyjnego prądu granicznego.
Dyfuzja jonów do powierzchni kropli rtęci…
…), uzyskuje się Natężenie Īmax jest proporcjonalne do stężenia c0, co pozwala na zastosowanie polarografii do analizy ilościowej. Rzeczywisty przebieg polarogramu różni się od teoretycznego.
Do elektrod przykłada się napięcie wzrastające od zera. Ujemny potencjał elektrody kroplowej zwiększa się, gdyż tylko ta elektroda polaryzuje się. Natężenie prądu wzrasta bardzo nieznacznie. Wzrost prądu spowodowany…
…, dodaje się tzw. Elektrolitu podstawowego - jest nim na ogół ok. 1 m KCl(aq), Na2SO4(aq) itp. Celowe jest dodawanie do roztworu substancji powierzchniowo czynnych i lepkich (żelatyna, barwniki).
Kroplowa elektroda rtęciowa ma następujące zalety:
powierzchnia rtęci jest stale odnawiana, przy czym produkty reakcji elektrodowej usuwane są wraz z kroplą;
nowe krople stykają się ze świeżym roztworem;
mała…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)