Тема 3. Электрохимические методы анализа

Классификация электрохимических методов анализа. Сущность потенциометрических методов анализа. Требования к индикаторным электродам и электродам сравнения. Прямая потенциометрия, потенциометрическое титрование. Метрологические характеристики метода. Кулонометрия. Сущность метода. Вольтамперометрия. Сущность метода. Электроды. Качественный и количественный полярографический анализ. Амперометрия. Сущность метода, принципиальная схема установки. Выбор системы электродов, выбор потенциала индикаторного электрода. Типы кривых титрования. Метрологические характеристики метода.

Рекомендуемая литература [2, гл.4; 4-7]

Методические указания

Знать классификацию электрохимических методов анализа по природе измеряемого сигнала (потенциометрия, вольтамперометрия, кулонометрия, кондуктометрия). Изучить такие понятия как: электрохимическая реакция, индикаторный электрод, электрод сравнения. Изучить сущность потенциометрических методов анализа. Изучить виды индикаторных электродов в потенциометрии: металлические электроды (первого и второго рода) и мембранные электроды. Понимать разницу между прямой потенциометрией и потенциометрическим титрованием. Знать виды кривых титрования (интегральная, дифференциальная, по второй производной), а также способ определения конечной точки титрования. Знать основную сущность прямой кулонометрии и кулонометрического титрования. Изучить сущность вольтамперометрических методов анализа (полярография, амперометрия, инверсионная вольтамперометрия). Знать типы электродов, используемых в вольтамперометрии. Изучить основные характеристики полярограммы: потенциал полуволны, дифузионный ток или высота волны. Знать методы количественного анализа в полярографии: метод градуировочного графика, метод стандартных растворов, метод добавок. Знать основные типы кривых потенциометрического титрования: по дифузионному току определяемого вещества, по дифузионному току титранта, по дифузионному току определяемого вещества и титранта, по дифузионному току продукта реакции.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Основная суть потенциометрических методов анализа. Потенциометрическое титрование.

2. Электроды первого и второго рода, их назначение. Ионселективные электроды.

3. Сущность кулонометрического метода анализа. Закон Фарадея.

4. Сущность полярографии. Методы количественного анализа в полярографии: метод градуировочного графика, метод стандартных растворов, метод добавок.

5. Сущность метода амперометрического титрования.

6. Основная суть метода инверсионной вольтамперометрии.

7. Природа предельного диффузионного тока. Факторы, определяющие его величину.

8. Что называется диффузионным потенциалом?

9. Почему солевой мостик заполняют насыщенным раствором хлорида калия?

10. Как рассчитывают потенциал полуволны на вольтамперной кривой?

11. Как зависит предельный диффузионный ток от концентрации?

Тема 4. Спектроскопические методы анализа

Основы спектроскопических методов анализа. Классификация спектроскопических методов. Происхождение спектров испускания. Качественный и количественный анализ по спектрам испускания. Классификация методов абсорбционной спектроскопии. Происхождение абсорбционных спектров. Качественный и количественный анализ по спектрам поглощения. Аппаратура для спектрального анализа. Метрологические характеристики спектральных методов анализа.

Рекомендуемая литература [2, гл. 2; 4-10]

Методические указания

Знать основные волновые характеристики излучения: частота и длина волны, волновое число. Изучить происхождение спектров испускания в спектроскопии. Знать классификацию спектроскопических методов (атомные и молекулярные). Изучить основы качественного и количественного анализа (уравнение Ломакина-Шайбе) в атомно-абсорбционном и атомно-эмисионном методах. Знать ограничения и условия применимости закона Бугера-Ламберта-Бера, а также закон аддитивности в молекулярной абсорбционной спектроскопии. Изучить различные типы спектров поглощения: вращательные, колебательные, электронные спектры. Знать основные метрологические характеристики фотометрического метода анализа: чувствительность, воспроизводимость, правильность, точность. Освоить методы количественного анализа в фотометрии: метод исследования оптических плотностей стандартного и исследуемого соединений, метод молекулярного коэффициента поглощения, метод градуировочного графика, метод добавок, метод дифференциальной фотометрии, метод высокого поглощения, метод низкого поглощения, метод двухстороннего дифференцирования.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Сущность метода атомно-эмисионной спектроскопии.

2. Сущность метода атомно-абсорбционной спектроскопии. Способы атомизации пробы в методах абсорбционной спектроскопии. Методы количественного анализа.

3. Основная сущность метода спектрофотометрии.

4. В чем принципиальные отличия атомных эмиссионных и абсорбционных методов?

5. Какие величины являются аналитическими сигналами в эмиссионной и абсорбционной спектроскопии, от чего они зависят?

6. Сформулируйте основной закон светопоглощения.

7. Чем обусловлено несоблюдение основного закона светопоглощения?

8. Что называется оптической плотностью и светопропусканием?