Your SlideShare is downloading. ×
потенциометрийн арга
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

потенциометрийн арга

3,230
views

Published on


0 Comments
5 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
3,230
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
5
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. ПОТЕНЦИОМЕТРИЙН АРГА Энэ арга нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг цахилгаан химийн анализын арга юм.Электродын тэнцвэрийн потентциал нь уусмалын ионы концентрациас хамаардаг дээртулгуурлан электродын потенциалыг хэмжих дээр үндэслэгдсэн арга юм. Энэ аргаар мөн лолон тооны металл, металл бишүүдийг тодорхойлох боломжтой юм. Шинжилж байгаауусмалд дүрсэн янз бүрийн электродуудын потенциал буюу янз бүрийн хэлхээнийцахилгаан хөдөлгөгч хүч (ц.х.х)-ийг хэмжиж, түүнийг ашиглан системийн шинж чанарыгтодорхойлогч физик химийн аль нэг хэмжигдэхүүн болон ионы буюу бодисынконцентрацийг тодорхойлно. Потенциалын хэмжээ нь электродын төрх байдал, уусмалын шинж чанар,концентраци, тэнд явагдаж байгаа химийн урвалын шинж чанар, орчны температур зэрэгбусад хүчин зүйлээс хамаарна. Электродын потенциал буюу ц.х.х-ийг хэмжин химийнурвалын явцыг ажиглан үйлдвэрийн технологийн дэглэмийг хянаж шалгаж болно.Потенциометрийн аргад электродууд нь индикаторын үүргийг гүйцэтгэнэ. Лабораторийнпрактикт анализын эзэлхүүний аргад эквивалент цэгийг олох, уусмал дахь ионыконцентрацийг тодорхойлох, химийн урвалын механизмыг судлахад анализынпотенциометрийн аргыг хэрэглэдэг. Потенциометрийн аргын онолын үндэс. Хэвийн болон стандарт потенциал нь бодит нөхцөлд системийн төрх байдлыгхарьцуулахад тохиромж муутай юм. Зөвхөн исэлдэн ангижрах системээс төдий бус урваляюагдаж байгаа орчноос хамаарах потенциалыг бодит потенциал гэнэ. Бодит петенциалынхэмжээ нь уусмалын идэвхийн коэффициент болон ионы хүчнээс хамаарна. Ихэнэхтохиолдолд бодит потенциалын хэмжээг туршлагаар тодорхойлно. Электродын потенциол. Металл электродыг уг металлын ионыг агуулж байгаауусмалд дүрэхэд хатуу ба шингэн фазын хооронд тэнцвэр тогтоно. Өнгөрсөн зууны эцсээр эрдэмтэн В. Нернст электродын тэнцвэрийн потенциалынтоон утгыг илэрхийлэх үндсэн тэгшитгэлийг бодож гаргасан тэр үеэс потенциометрийнарга боловсрогдсон байна. Потенциометрийн шууд аргаар электродын потенциалынхолбогдлыг хэмжиж аваад, дараа нь уусмал дахь тодорхойлох гэж байгаа ионыконцентрацийг тооцоолно. Энэ арга нь устөрөгчийн ионы концентрацийг тодорхойлоходөргөн хэрэглэгдэж байгаа бөгөөд орчны рН тодорхойлох бусад аргуудтай харьцуулахадолон давуу талуудтай. Орчин үед потенциометрийн арга нь физик химийн янз бүрийнтогтмол, аналитик химид уусмал дахь бодисын концентрацийг буюу уусмалын хүчиллэг,шүлтлэг чанарыг тодорхойлоход болон технологийн янз бүрийн процессыг хянах, шалгах 1
  • 2. автомат тасралтгүй аргуудад өргөн хэрэглэгдэж байна. Poterntia- чадал, хүч (латин үгнээсгаралтай) Metreo-хэмжих Тэнцвэрийн потенциал. Металл-уусмалын зааг дээр үссч байгаа электродынпотенциалын хэмжээг тэнцвэрийн потенциал гэнэ. Электродын тэнцвэрийн потенциалын,уусмал дахь металлын ион концентрацаас хамаарах хамаарал нь Нернстийн тэгшитгэлээрилэрхийлэгдэнэ. 0 стандарт потенцалR-хийн тогтмолT-температурF-Фарадейн тогтмолn- электроны тоо (урвалд орж буй) Хэвийн потенциал. 1 г-экв концентрацитай харгалзах давсны уусмалд дүрсэнметалл электродын потенциалыг хэвийн потенциал гэнэ. Хэвийн потенциал нь тухайнметаллын шинж төрх, байдлыг илэрхийлсэн хэмжигдэхүүн юм.Потенциометр гальваник элементүүдийг дараах тохиолдолд ашиглана. 1. Хоѐр электрод нэг шинжлэх уусмалд дүрэгдсэн 2. Электродууд янз бүрийн уусмалд дүрэгдсэн (гэхдээ уусмал нь өөр хоорондооцахилгаан контакттай байхад) 2 дахь тохиолдолд уусмалыг өөр хооронд нь диффузийнаргаар хольж болно. Тэдгээрийг ихэвчлэн сийрэг, керамик эсвэл пластмасс, шилэнхаалтаар тусгаарлана. Гальваник элемэнтүүдийг зөөгдөх ба зөөгдөхгүй гэж 2 ангилна.Зөөгдөхгүй элементийг химийн урвалын тэнцвэрийн тогтмол, электродын потенциал,электродын диссоциацийн тогтмол, ионы идэвх, идэвхийн коэффициентийг хэмжихэдашиглана. Зөөгддөг элементийг тэнцвэрийн тогтмол, ионы идэвх болон идэвхийнкоэффициент, шинжилгээний потенциометрийн аргын үед хэрэглэнэ. Энэ аргыг: Шууд потенциометр Потенциометрийн титрлэлт гэж ангилна.Шууд арга-ионыг тодорхойлоход (Ж: AgNO3 уусмал дах Ag+, индикатор электрод Е-ийнутгаар) хэрэглэнэ. Гэхдээ энэ үед электролизын процесс нь эргэх процесс байна. Түүхийнэх сурвалжаас үзэхэд шууд потенциометрийн анхны арга нь устөрөгчийн рН-ийгтодорхойлох арга байжээ. Харин ион солилцооны электродын хальс үүссэнээр ионометрүүсэх эх үндэс тавигджээ. Потенциометрийн хуваарийн тохиргоо хүндрэлтэй байх баяагаад гэвэл түүнд нийцсэн стандарт байхгүй. Иймээс ион солилцооны электродыгхэрэглэх үед хамаарлыг хэмжилтийн графикийн тусламжтайгаар тодорхойлно. Шуудпотенциометрт редоксонометр, стандарт болон бодит исэлдэн ангижрах тэнцвэрийн 2
  • 3. потенциалын концентрацийг хэмжинэ. Исэлдэн ангижрах урвалын потенциал нь бодисынисэлдэн ангижрах хэлбэрээс хамаарна. Шууд потенциометрийн давуу талууд: Хэмжих ажиллагааны үед өөрчлөгдөхгүй. Тодорхойлох бодисыг урьдчилан ялгах боломжгүй. Энэ аргыг автоматжуулж болно. Тасралтгүй үргэлжлэх технологийн процессын үед ашиглаж болно. Потенциометрийн титрлэлтийн аргын тусламжтайгаар усан ба усан бус орчиндтодорхойлох ба энэ аргаар янз бүрийн хүчиллэг, исэлдэн ангижрах, үндсэн, тунадасжихурвалыг тодорхойлно. Хүчиллэг, үндсэн урвалд индикатороор дурын электродыг хэрэглэжболох ба устөрөгчийн, хингидрон, сурьма, шилэн электродууд хэрэглэдгээс хамгийн өргөнхэрэглэдэг нь шилэн электрод юм. Потенциометрийн титрлэлтийн давуу талууд: Химийн индикаторыг ашиглаж болно. Титрлэлтийн эцсийн цэгийг тогтооход нарийвчлал сайтай. Булингартай, будагтай уусмалыг титрлэх боломжтой.Потенциометрийг аналитик химид уусмал дах бодисын концентрацийг тодорхойлох, рНхэмжихэд ашиглана. Анализын потенциометрийн арга нь редоксонометрийн исэлдэнангижрах урвалын, ионометрийн, термодинамикийн ба физик химийн хэмжигдэхүүнийгтодорхойлох арга, потенциометрийн титрлэлтийн гэсэн үндсэн чиглэлээр хөгжиж байна. Редоксонометрийн арга. Энэ арга нь уусмал дахь исэлдэн ангижрах системийнпотенциалыг хэмжих явдал дээр үндэслэсэн аргуудыг нэгтгэдэг юм. Энэ аргыг эрдэмтэнВ.Кларка үндэслэсэн бөгөөд энэ талаар анхны судалгааг 1923 онд явуулжээ. Энэ аргынхөгжилтөнд Оросын эрдэмтэн Б.Н Никольский, түүний шавь нар ихээхэн хувь нэмэроруулсан байна. Орчин үед редоксонометрийн аргыг протолик ба комплекс үүсгэхпроцессыг судлах болон янз бүрийн үйлдвэрийн процессыг хянахад хэргэлэж байна. Ионометрийн арга. Энэ арга нь ион- селектив электродыг хэрэгдэн янз бүрийн фаздахь ионы идэвхийг буюу концентрацийг шууд тодорхойлох аргуудыг нэгтгэнэ. Энэ аргадрН метрийн , катионометрийн, анионометрийн рагууд хамаарна. рН метрийн аргыг уусмалдахь ионы концентрацийг тодорхойлоход хэрэглэдэг бол катионометрийн ба ионометрийнаргыг янз бүрийн ионуудын идэвхи ба концентрацийг шууд тодорхойлоход хэрэглэнэ. Потенциометрийн титрлэлтийн арга. Химийн урвалын явцыг ажиглах,эквивалент цэгийг тодорхойлоход энэ аргыг өргөн хэрэглэж байгаа бөгөөд индикаторхэрэглэж явуулдаг ердийн титрлэлттэй харьцуулахад энэ арга нарийвчлал сайтайгаасөнгөт индикатор хэрэглэх боломжгүй бодисыг титрлэхэд ашиглаж байна. Мөн уусмалдбайгаа хэд хэдэн бодисыг нэг удаагийн туршилтаар нэгэн зэрэг тодорхойлж болно.Потенциометрийн титрлэлтийг явуулахад саармагжих, исэлдэн ангижрах, тунадасжих,комплекс үүсэх зэрэг урвалуудыг ашиглана. Титрлэлтийг шууд, дифференциаль, давхаруламжлалын гэж ангилах ба сүүлийн 2 арга нь титрлэлтийн эцсийн цэгийг тодорхойлохнарийвчлалыг ихэсгэнэ. Потенциометрийн аргад хэрэглэгдэх электродууд 3
  • 4. Электродын төрлүүд.Сонгодог электродын төрлүүд. 0 бүлгийн электрод: Цагаан алт, паллади, алт зэрэг идэвхгүй металл электрод баисэлдэх-ангижрах хэлбэрийг агуулж буй уусмалаас тогтоно. 1 бүлгийн электрод: Эргэх чанартай буюу металл/ металлын ион гэсэн системээстогтоно. Өөрөөр хэлбэл идэвхтэй металл, түүний ионыг агуулсан уусмалаас тогтоно. 2 бүлгийн электрод: Эргэх чанартай буюу металл нь металлын ионы давсныуусмал ба илүүдэл анионтой (X-) тэнцвэрт орших систем. Уусмал дахь ионы концентрациас хамаарч электродын тэнцвэрийн потенциалөөрчлөгдөхийг катион буюу анионы хувьд эргэх чанар гэнэ. Эргэх чанартай буюу металлнь ерөнхий 1 анионы муу уусдаг хоѐр давс ба хоѐрдугаар катионы илүүдэл бүхийуусмалтай тэнцвэрт орших систем (эсвэл хоѐрдугаар металлын ионы комплекс уусмал)Үүнтэй холбогдуулан 1-р зэргийн, 2-р зэргийн электрод гэж ангилна. Өөрийнх нь давсныуусмалд дүрсэн зарим металлууд уусмалд байгаа ионуудтайгаа тэнцвэрийн байдалдоршино. Тогтмол температурт энэ тэнцвэрийн байдал зөвхөн металлын төрх, байдал,уусмал дахь уг металл ионы концентрациар тодорхойлогдоно. Ийм электродын потенциал 4
  • 5. нь электродын хэмжээ, уумалын эзэлхүүн зэрэг хүчин зүйлээс хамаарахгүй. Энээлектродыг 1-р зэргийн электрод гэнэ. Ижил анионтой өөр давсны илүүдлийг агуулсан, өөрийнхөө муу уусдаг давсныханасан уусмалд дүрсэн тэр металлыг 2-р зэргийн электрод гэнэ. Ийм электродод хлор-мөнгөний электрод хамаарна. 2-р зэргийн электрод нь 1-р зэргийнхтэй харьцуулахад эргэннөхөгдөх чанартай байдгаараа ялгагдана. 2-р зэргийн электродын потенциал тодорхойлогчионы функцийг металл катионууд бус илүүдэл байдалтай орших хялбар уусах давсныанионууд гүйцэтгэнэ. Потенциометрийн титрлэлтэнд хэрэглэгдэх электродууд нь бүх тохиолдолд эргэхчанартай бөгөөд өөрөөр хэлбэл, уусмал дахь ионы концентраци хувирахад тэдгээрийнпотенциал нь хувирч байх ѐстой. Уусмал дахь тодорхойлж байгаа ионы концентрацийнөөрчлөлтөнд мэдрэмтгий, ердийн титрлэлтийн индикаторыг орлож чадах тиймэлектродыг индикатор электрод гэнэ. Потенциометрийн хүчил шүлтийн аргад хэрэглэгдэхэлектродууд нь устөрөгчийн ионы концентрацийн хувьд эргэх электрод юм. Саармагжихурвалд ба уусмалын рН тодорхойлоход хингидрон, шилэн, сурьма электродыг өргөнхэрэглэнэ. Мембран буюу ион-сонгомол электрод. Уусмалд нэг ионы хувьд мэдрэмтгийөөрөөр хэлбэл зөвхөн нэг ионы хувьд ионы идэвх буюу концентрацийг хэмжихэдсонгомол чанартай электродыг хэлнэ. Ион сонгомол электродыг доорх байдлаар ангилна. 5
  • 6. Индикатор электрод. Индикатор электродын потенциал нь уусмал дахьтодорхойлж буй ионы идэвх (концентраци)-ийн логарифм утгатай шууд пропорциональхамааралтай, Нерстийн тэгшитгэлээр илэрхийлж болдог индикаторыг хэлнэ. Голчлонхэрэглэгддэг харьцуулах электродод: хлортмөнгөний электрод Ag|AgCl, KCl , каломельэлектрод Hg| Hg2Cl2, KCl орно. Практикт хамгийн өргөн ашигладаг потенциометр ньрНметр юм. рНметрээр орчны хүчиллэг, шүлтлэг, саармаг эсэхийг тодорхойлдог.Устөрөгчийн ионы концентрацийг хэмжих замаар уусмалын рН-ийг тодорхойлно. рНметрнь шилэн электрод ба харьцуулах электрод болох каломель электродоос тогтоно. Шилэнэлектродын потенциал нь зөвхөн устөрөгчийн ионы концентрациас хамааран өөрчлөгддөгбайна. рН= -lg [H+] Энд: [H+]- устөрөгчийн ионы концентрацирН-метрээр хөрсний болон төрөл бүрийн уусмалын орчнийг тодорхойлохоос гаднапотенциометрийн титрлэлтийн аргаар хүчил, шүлтийн тоо хэмжээг тодорхойлохболомжтой. 6
  • 7. Хингидрон электрод. Хингидрон нь С6 Н4 О2 х С6Н4(ОН)2 , хинон, гидрохиноныэквимоляр нэгдэл бөгөөд энэ нь уусмалдаа хинон, гидрохинон болж задарна. С6 Н4 О2+2Н+ +2е- С6Н4(ОН)2 Хинон гидрохинон Шүлтлэг орчинд хингидрон электродыг хэрэглэж болохгүй .Харин рН 0-8,5 рНтохиолдолд хэрэглэнэ. Сурьма электрод. Энэ нь металл сурьма, түүний муу уусдаг ислээс тогтсон 2-рзэргийн электрод юм. Sb/Sb2O3. Сурьма электрод нь савх хэлбэртэй байхаас гаднаэлектролизийн аргаар бэлтгэж болно. Энэ электрод нь рН 0-12 хооронд хэмжихэдтохиромжтой. Устөрөгчийн электрод. Электролизоор цагаан алтны үетйг гадаргууд нь суулгасанцагаан алтан ялтсаас тогтох бөгөөд түүнийг хий байдалтай устөрөгчөөр тасралтгүй угаажшингээсэн байна. Ийм электродыг устөрөгчийн ионы тодорхой концентрациьай уусмалддүрэхэд цагаан алтны гадаргуу дээр адсорбцлогдсон устөрөгч ба уусмал дахь устөрөгчийнионы хооронд тэнцвэр тогтоно. Энэ электрод нь хэд хэдэн дутагдалтай талтай. Устөрөгчийн электродыг хүхэрт устөрөгч, мышьякт устөрөгч, хүчилтөрөгч гэх мэтбодисууд хордуулдаг. Иймээс түүнийг цэвэрлэхэд хугацаа, тоног төхөөрөмжшаардлагатай. Анализ хийх хугацаа шаардлагатай. Энэ электродыг хүчтэй исэлдүүлэгч буюу ангижруулагч агуулж байгаа уусмалдхэрэглэж болохгүй. 7
  • 8. 8

×