Рефрактометрия

Лекция 4 Другие оптические методы анализа

Электорогравиметрия

Амперометрическое титрование

Инверсионная вольтамперометрия

В настоящее время ИВА считается наиболее современным чувствительным из всех электрохимических методов анализ. Для повышения чувствительности в методе используется предварительное электрохимическое накопление (концентрирование) определяемого вещества на поверхности индикаторного электрода. Определяемое вещество концентрируют на поверхности электрода в виде осадка или комплекса.

Существует несколько разновидностей ИВА: анодная, катодная, адсорбционная.

Например, при проведении катодной ИВА вещество концентрируют на индикаторном электроде в виде продукта окисления. Например марганец концентрируют в виде оксида марганца при потенциале предельного тока, а затем подают на электроды потенциал в направлении более отрицательных потенциалов и регестрируют вольтамперную кривую восстановления полученного продукта.

Амперометрическое титрование – метод косвенной вольтамперометрии. Проведению титрования предшествуют вольтамперометрические исследования:

-выбирают подходящие электроды. Это могут быть графитовые, ртутные или металлические электроды.

- определяют потенциал индикаторного электрода, при котором наблюдается линей ная зависимость между током окисления или восстановления и определяемого вещества и его концентрацией

- подбирают рН, растворитель и т. д.

В амперометрическом титровании применяют реакции осаждения, окисления-восстановления, комплексообразования.

Суть титрования: Помещают анализируемый раствор в электрохимическую ячейку. Подают на индикаторный электрод предельный диффузионный ток, а затем добавляют в ячейку подходящий титрант. Титрант реагирует с анализируемым веществом, что приводит к уменьшению предельного тока до точки эквивалентности. После точки эквивалентности ток изменяться не будет, так как титрант и продукты реакции не электроактивны.

1 Рефрактометрия

2 Поляриметрия

3 Нефелометрический и турбидиметрический анализ

4 Флюориметрия

5 Метрологические характеристики методов анализа

Рефрактометрия основана на измерении относительных пока­зателей преломления веществ. Относительным показателем прелом­ления называют отношение скоростей света в воздухе и в данной среде : . При прохождении через какую-либо среду свет как электромагнитное излучение взаимодействует с молеку­лами и атомами веществ и изменяет свою скорость. Наибольшую скорость световой луч имеет в вакууме (= 3 …10¹⁸ м/с). Воздух обладает большей оптической плотностью по сравнению с ваку­умом, и в нем свет имеет меньшую скорость. Абсолютный (по отно­шению к вакууму) показатель преломления воздуха = 1,00027. Для удобства показатели преломления остальных ве­ществ измеряют относительно воздуха. Абсолютный и относитель­ный показатели преломления связаны зависимостью =1,00027. Обычно величину считают равной и называют показателем преломления. Показатель преломления отличается для лучей света разной длины волны; его изменения, названные дисперсией, связаны со строением вещества среды. Кроме того, показа­тель преломления зависит от природы, плотности и концентрации вещества, типа растворителя, температуры и других факторов.

При переходе луча света из воздуха в какую-либо среду проис­ходит изменение его скорости. Если при этом направление падаю­щего луча не совпадает с нормалью к границе раздела сред (не перпендикулярно к ней), то его направление также изменяется (рисунок 7, а).

Рисунок 1 - Принципы рефрактометрических измерений

При этом показатель преломления связан с углом па­дения и углом преломления луча зависимостью (для границы воздух — среда):

Каждая среда имеет постоянный показатель преломления и, сле­довательно, отношение синусов углов и также является посто­янной величиной. Угол падения луча можно увеличить до его предельно возможного значения (90°), при этом падающий луч пой­дет вдоль границы раздела сред и, преломившись, образует предель­ный угол преломления (рисунок1, б). Так как sin 90° = 1, зависи­мость при этом примет вид

Если в качестве сред используется не воздух, а любые другие, то каждая из них описывается своим показателем и предельным углом преломления. В этом случае можно записать равенство

которое характеризует преломление светового луча на границе любых двух сред.

В рефрактометрах для измерения показателя преломления в ка­честве сред используют раствор вещества и стекло. Для стекла из­вестен показатель преломления . Луч света, проходя границу раздела раствор — стекло, преломляется. Задав угол падения луча в растворе, равным 90° (), получим уравнение, поз­воляющее измерять показатель преломления раствора по значе­нию предельного угла преломления в стекле :

Показатель преломления при прочих постоянных условиях свя­зан прямой пропорциональной зависимостью с концентрацией веще­ства в растворе и его измерение широко используется в количе­ственном анализе. Для измерения показателей преломления раство­ров чаще всего применяют рефрактометры типа Аббе и типа Пульфриха, которые работают на принципе измерения предельного угла преломления.

По­казатели преломления некоторых растворителей приведены ниже: метанол – 1,3286; этанол – 1,3613; ацетон – 1,3591; хлороформ – 1,4456; вода –1,3330.

При работе на рефрактометрах призменный блок промывают дистиллированной водой, вытирают насухо фланелью, затем нано­сят несколько капель анализируемого раствора, закрывают блок и производят измерение. После этого измеряют показатель прелом­ления растворителя. Определение показателей преломления про­водят при определенной температуре, так как они сильно изме­няются с температурой. Например, для воды в зависимости от тем­пературы: = 1,33369; =1,33339; =1,33299. Показа­тель преломления обозначают с индексом, показывающим темпе­ратуру, при которой был произведен замер, –. Индекс озна­чает длину волны линии спектра излучения, испускаемого натрие­вой лампой (= 589,3 нм).

Дата добавления: 2014-01-05