Потенциометрическим методом определяют содержание веществ в растворе, а также различные физико-химические параметры, например, окислительно-восстановительный потенциал и др. Этим методом исследуют мутные и окрашенные растворы, вязкие пасты, при этом исключаются операции фильтрации и перегонки. Погрешность измерения при прямом потенциометрическом определении составляет 2–10%, при проведении потенциометрического титрования – не превышает 1%.
При контроле качества пищевых продуктов пользуются прямой потенциометрией для определения активной кислотности (рН) и потенциометрическим титрованием для определения общей (титруемой) кислотности в окрашенных и мутных растворах, когда нельзя применять другие методы титриметрического анализа. Также потенциометрией возможно измерение концентрации различных ионов (Ag+, Na+, K+, Cl– и др.) – такой способ проведения потенциометрических измерений называется ионометрия.
Контрольные вопросы и задания
1. В чем состоит сущность электрохимических методов анализа? Какие приборы используют для проведения такого анализа?
2. как и по какому признаку классифицируют электрохимические методы анализа?
3. Дайте характеристику электродов, использующихся в электрохимическом анализе. Какие требования предъявляют к электродам сравнения?
4. Объясните смысл терминов «электропроводность» («проводимость») и «молярная электропроводность». Покажите с помощью соответствующих графиков, как по изменению молярной проводимости в зависимости от концентрации раствора можно получить сведения об относительной степени ионизации слабых и сильных электролитов.
5. В чем заключается сущность кондуктометрического титрования? Чем обусловлено наличие перегиба на кривых кондуктометрического титрования в точке эквивалентности?
6. Как должны выглядеть кривые кондуктометрического титрования: а) раствора уксусной кислоты гидроксидом калия; б) раствора хлорида аммония гидроксидом натрия; в) взвеси карбоната кальция соляной кислотой? Объясните ход кривых.
7. Почему нельзя проводить измерения сопротивления раствора, если электроды не полностью погружены в раствор?
8. Опишите, приведя соответствующий график, как осуществить кондуктометрическое титрование какого-либо окрашенного раствора гидроксида натрия, если невозможно использовать кислотно-основные индикаторы.
9. Константа диссоциации уксусной кислоты при 25о С равна 1,8·10–5. Вычислите рН раствора до и после добавления 1 г ацетата натрия к 150 см 3 0,05 М раствора уксусной кислоты.
10. Опишите, как с помощью кондуктометрии контролируют качество молока; сахара?
11. Дайте определение термина «стандартный электродный потенциал» и объясните причину возникновения разности потенциалов между каким-либо металлом и раствором одной из его солей.
12. Какими способами предупреждают протекание процессов электролиза анализируемых веществ в кондуктометрии и потенциометрии?
13. В чем состоит метод потенциометрического титрования? Каковы преимущества данного метода по сравнению с простым окислительно-восстановительным титрованием?
14. Рассчитайте, как изменяется потенциал окислительно-восстановительного электрода при потенциометрическом титровании раствора хлорида железа (III) с молярной концентрацией 0,2 моль / дм 3 раствором хлорида олова (II) той же концентрации. Постройте кривую титрования.
15. Почему перед измерением рН потенциометр необходимо настроить на определенную температуру?
16. Как экспериментально определяется точка эквивалентности в потенциометрическом титровании? Нарисуйте кривую потенциометрического титрования. покажите, как определить точку эквивалентности по кривой титрования.
17. Опишите ход определения общей и активной кислотности пищевых продуктов с помощью потенциометрии.
18. Какие электроды применяются в потенциометрии в качестве индикаторных, а какие – в качестве электродов сравнения?
19. Опишите принцип действия и устройство ионоселективных электродов.
20. В чем состоит сущность вольтамперометрического метода анализа?
21. Какой ток называется диффузионным, предельным и емкостным? Чем обусловлено наличие таких токов при проведении полярографического анализа?
22. Что такое «потенциал полуволны»? Как по вольтамперограмме определить качественный и количественный состав раствора?
23. На вольтамперограмме при определенном значении потенциала электрода наблюдается резкое увеличение силы тока, затем сила тока устанавливается постоянной. Как называется этот ток? Почему он возникает?
24. Опишите принцип действия и приведите схему полярографа с капающим ртутным электродом. В каких случаях полярографы с ртутными электродами неприменимы для проведения анализа? Какие виды электродов еще применяют в полярографии?
25. Как осуществляется амперометрическое титрование? Чем определяется форма кривой амперометрического титрования?
26. Охарактеризуйте методы определения концентрации растворов в вольтамперометрии.