Абай атындағы Қазақ Ұлттық Педагогикалық Университеті Дайындаған: Розиев Абликим Русланқызы Анеля Дәрменқұлова Динара

І. Кіріспе ІІ. Негізгі бөлім 2. 1.Кондуктометрия, теориялық негізі, әдістердің жіктелуі, титрлеу Поляграфия Потенциометрия. Әдістің жіктелінуі. Потенциометрияның теориялық негіздері ІІІ. Қорытынды ІV. Пайдаланған әдебиеттер МАЗМҰНЫ:

Зерттеу мақсаты: Талдаудың электрохимиялық әдістеріне зерттеу жүргізу. Зерттеу міндеттері: Талдаудың электрохимиялық әдістеріне, және оның көптеген түрлеріне талдау жасау. Зерттеу әдістері: 1.Ақпараттарды жинау және өңдеу. 2.Көрнекіліктер пайдалану. Зерттеу кезеңдері: 2016 оқу жылы материалдар жинақтау,іріктеу және жобаға дайындау.

І. КІРІСПЕ Қазіргі кездегі аналитикалық химияны XX ғасырда қарқынды дами бастаған сапалық жоне сандық талдаудың электрохимиялық әдістерінсіз қарастыру мүмкін емес. Оның кауырт дами бастауы теориялық электрохимиямен және өлшеуіш радиоэлектрондық аппаратураларды зерттеумен байланысты. Мұнсыз талдаудың электрохимиялық әдістері жоғары сезімталдық, дәлме-дәлдік, тездік, қайта өңдеп шығару, автоматтандыру мен компьютерлену сияқты қасиеттерге жете алмаған болар еді.

Электрохимиялық ұяшықтарда пайдаланатын электрохимиялық эффектілер мен процестер көптеген параметрлерге тәуелді: ерітінділердің, балқымалар мен қоспалардың құрамы мен табиғатына; қолданылатын электродтардың жасалуы мен құрылысына; радиоэлектродтық зерттеу аппаратураларына; ұяшықтың құрылыс-құрылымына. Талдаудың электр химиялық одістерінің сан түрлілігі осыларға байланысты.

Электрохимиялық әдістің көмегімен кез келген агрегаттық күйдегі анорганикалық және органикалык қосылыстарды сандық және сапалық тұрғыдан талдауға болады. Зерттелетін ортадағы электр химиялық процестер өзара жанасатын фаза шекараларында немесе олардың көлемінде жүреді, олар құрылымның, валенттік күйдін, химиялық құрамның, концентрациянын және басқа да параметрлердің өзгерісімен байланысты. Электрохимиялық талдау әдістерін әрқайсысын жіктеуге болатын топ- топтарға бөліп қарастыруға болады. Мысалы, потенциометрия, кондуктометрия және жоғаргы жиіліктегі титрлеу, вольт-амперметрия және полярография кулонометрия, диэлектрометрия

ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ 2. 1.КОНДУКТОМЕТРИЯ Электролиттердің концентрациясын кондуктометрлік әдіспен анықтау талданатын ерітіндінің электр өткізгіштігін өлшеуге негізделген. Кондуктометрия - ең қарапайым және талдап сұрыптаудын электрохимиялық әдісі. Кондуктометрлік әдістердің барлығы жылдамдығымен, өлшеуіш аспаптарының оңай табылуымен, жұмысының ыңғайлылығымен, қанағаттанарлық дәлдігімен, өндірістік, технологиялық және лабораториялык жағдайларда талдауды автоматты түрде, әрі қашықтықған жүргізу мүмкіндігімен сипатталады. Тікелей кондуктометрлік анықтаудын қателігі %. Ал белгілі бір арнайы жағдайды сақтаганда талдау қателігі 0.2 %-ке дейін азаяды. Кондуктометрлік ұяшықтарды термостатсыз өлшегенде, бұл қателіктер 3 %-ке артады, өйткені температураның бір градусқа жоғарылауы электр өткізгіштікті 2 не 3 проценттей өзгертеді. Демек, ерітінділерді термостаттау кондуктометрлік талдау әдісінің дәлдігін арттырады.

КОНДУКТОМЕТРИЯНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗІ Электролит ерітінділерінің электр өткізгіштігі - осы ерігіндінің кедергісіне кері шама, әрі ол сыртқы электр өрісінің әсерінен еріген заттыіі электр тогын өткізу қабілетіне байланысты. Ендеше бүл эдіс электрдің негізгі заңдарының бірі Ом заңына бағынады: I = Е / R мұндағы I - ток күші, Е - потенциал айырымы, R - кедергі. Кондукгометрияда өлшенетін шама ерітіндінің кедергісі немесе электр өткізгіштігі болуы мүмкін. Электролит ерітіндісі - үш өлшемді өткізгіш. Ал кез келген ерітінді кедергісінің шамасы ұяшықтың құрамына, материалына, шамасына және электродтардың кеңістіктегі орналасуына тәуелді

КОНДУКТОМЕТРЛІК ӘДІСТЕРДІН ЖІКТЕЛУІ.ТУРА ЖӘНЕ ЖАНАМА КОНДУКТОМЕТРИЯ. Талдаудың кондукто метрлік әдістерін қолдану ауқымына қарай үш топқа бөлуге болады: таза заттын, ерігіндінін құрамын және физикалық- химиялық өзгерістердің кинетикасын зерттеу; ғылымдық, технологиялық және өндірістік процестерде бақылау үшін қолданылатын талдау кондуктометриясы; эквиваленттік нүктені (э.н.) анықтау үшін пайдаланылатын кондуктометрлік (автоматтық) титрлеу. Аналитикалык кондуктометрияны тура және жанама деп жіктейді. Тікелей кондуктометрия әдісінде зат концентрациясын ерітіндінің электр өткізгіштігі бойынша анықтайды, онда да бұл екеуінің арасындағы тура пропорционалдық тэуелділіктін болуына байланысгы. Тура кондуктометрлік талдау әдісі өте карапайым болғанымен, ол өте шектеулі қолданылады, өйткені болмашы ғана кездейсок электролит қоспасы ерітіндінің электр өткізгіштігін едәуір езгертуге бейім тұрады. Жанама кондуктометрия әдісі. Бұл әдіс көп кұрамды ерітіндідегі тек бір ғана құрамдас бөлікті талдаған кезде, кондуктометриямен қатар талдаудың басқа да физикалық-химиялық әдістерін қолдануга негізделген. Сол сияқты жанама кондуктометрия әдісіне ерітіндідегі ойтеуір бір қосылыс немесе сумен әрекеттесіп, электр өткізгішті өзгертуге себепші болатын газдың концентрациясын анықтау да енеді, мысалы, С0 2, NH 3, S0 2, S0 3, N0 2 және т.б.

КОНДУКТОМЕТРЛІК ТИТРЛЕУ Титрлеу процесін бақылау үшін электр өткізгіштікті өлшеу әдісін колдануды берілген ерітіндінің электр өткізгіштігі реагент не реакция өнімінікінен айтарлықтай өзгеше болған жағдайда қолдануға болады. Титрлеу кезінде ұяшык тұрактысын білу шарт емес, өйткені ә.н.-ді табу үшін салыстырмалы шамалар да жеткілікті. Алайда электродтар арасы өзгеріссіз қалғаны абзал, яғни олар кеңістікте мықты орналасуы керек. Кез келген ион ерігіндісінің электр өткізгіштігіне қосар үлесі, оның концентрациясы мен эквиваленттік электр өткізгіштігіне тура пропорционал, бірақ титрлеу барысында реагенттің қосылуына қарай ерітіндінің көлемі артып отырады. Бұған электр өткізгіштікті есептеу кезінде ерітіндіні сұйылтқанда өзгеріс енгізу керек. Сызықты тәуелділіктен ауытқу іс жүзінде реакцияға түсуші зат не өнімнің гидролизденуі немесе тұнбанын ішінара еруі не тұрақтануы салдарынан байкалады.

КЕЙБІР ИОНДАРДЫҢ ҚОЗҒАЛҒЫШТЫҒЫ

2. 2. ПОЛЯГРАФИЯ Полярография (фр. polarographie) ток пен заттың концентрациясының өзара тәуелділігінеқ туатын электр тоғын анықтауға негізделген, анализ жасауға арналған электрохимиялық тәсіл., Биологиялық сұйықтарда (қан,сілекей, зәр), пародонттканьдерінде оттегі кернеуін (Р0 2 ), тотығу- тотықсыздану) керсеткіштерін анықтауға болады. Полярографиялық максимумдар. Кейде шекті ток толқыны полярографиялық қисықтарда өзінін ең жоғаргы биік шоқтығына жеткеннен кейін де тұракты болмай, оның одан әрі жоғарылауы (не төмендеуі), яғни қисықтың максимумы байқалады. Мұндай максимумдар (биік шоқтықтар) талдау нәтижесінде полярографиялық қисықтың бұрмалануына, сөйтіп едәуір қателіктерге келтіреді. Максимумдар толқынның шын мәнінен екі не одан да көп рет жоғары болатын өркеш не сүйірше түрінде болуы мүмкін.

Максимумдарды бірінші және екінші текті деп бөледі. Сүйірше шоқтықтарды бірінші текті, жаймалау өркешті шоқтықтарды екінші текті деп атайды. Бірінші текті максимумдар барлық электрактивті бөлшектер үшін фонның сұйытылған ерітінділерінде жиі пайда болады: катиондарда, аниондарда, молекулаларда сулы және сусыз ортада олардың тотығуы және тотықсыздануы кезінде пайда болады. Мұнымен қатар, оң және теріс максимумдар түрі де кездеседі: біріншісі, электр капилляр қисығының оң тармақшасына сәйкес кезінде, ал екіншісі, қисыктың теріс тармақшасы кезінде пайда болады. Бұл құбылыс өсіп келе жатқан тамшы маңындағы ерітіндіні араластырған сәтте сынап тамшысының беткі қабатына иондардың адсорбциялану құбылысымен түсіндіріледі.катиондардааниондардамолекулалардакапилляр

2. 3. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ. ӘДІСТІҢ ЖІКТЕЛІНУІ. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ Потенциометрия - теңгерілген электродты потенциал мен электрохимиялық реакцияға қатысушы қоспалардың термодинамикалық активтілігі арасындағы тәуелділікті анықтауға негізделген электрохимиялық зерттеудің тәсілі. Потенциометрлік әдіс қайтымды немесе қайтымсыз гальваникалық элеменггердегі электродта пайда болатын электр потенциалдарының айырымын өлшеуге негізделген. Мұны ерітіндідегі заттың мөлшері мен физикалық-химиялық сипаттамасын анықтау үшін қолданады. Бұл әдісте қолданылатын гальваникалық элемент индикаторлық, салыстырмалық деп аталатын екі электродтан тұрады. Бұларды тасымалсыз элемент болатындай бір ерітіндіге немесе аралары сұйық қосқыш арқылы жалғасқан тасымалды тізбек құратын әр түрлі ерітіндіге енгізуте болады. Индикаторлық электродтың потенциалы ерітіндідегі анықталатын иондардың активтігіне, яғни концентрациясына тәуелді.

Әдістің мәні. Талдаудың потенциометрлік әдістері, электрохимиялық ұяшықта пайда болатын электр қозғаушы күштің талданатын ерітіндідегі анықталатын құрамдас бөлік таралымына тәуелділігін пайдалануға негізделген. Екі электродпотенциалының айырымы ЭҚК болады, яғни Электрод потенциалын Нернст теңдеуімен өрнектесек, немесе мұндағы E - әрбір электродтың потенциалы; E 0 - белгілі редоксжұптағы электродтың стандартты потенциалы: R - газ тұрақтысы Дж (моль*К); Т - абсолюттік температура; F - Фарадей тұрақтысы (96500 Кл/моль); n - электродты реакцияға қатынасын электрон мөлшері, әдетте, ол бір молекула (ион) қабылдаса - оң, берсе - теріс таңбаланады; α 0x, α Red, [0 X ], [Red] - анықталатын заттың тотыққан және тотықсызданған түрлерінің активтігі мен концентрациясы; u=2.3 RT/Ғ немесе қалыпты жағдайдағы u=0,059 шама.

РН-МЕТРИЯ рН-метрия 1909 жылы Зеренст гальваникалық элементтің электр қозғаушы күшін өлшеу кезінде сутек иондарының концентрациясын потенциометрлік апықтауды жүзеге асырады: Pt, Н 2 | НСІ (х) | | КСІ (0,1 М) | Hg 2,Cl 2,Hg Мұндай элементтің ЭҚК-ін есептеуге арналған Нернст теңдеуін былай жазады: мұндағы Е° c -шамасы тәжірибе кезінде анықталады. қалыпты ерітіндідегі сутек иондарынын концентрациясын (Н + ) формуласы бойынша есептейді. ал осындағы тұз қышқылының диссоциясы дорежесі ток өткізгіштік бойынша өлшенеді, С - тұз қышқылының ерітіндідегі мольдік концентрациясы. 25°С- та Е° c = В, рН = (Е - 0,3376)/0,0592;рН таңбасы Зеренст көрсеткіші сутек иондарының концентрациясын, активтілігін нақты көрсете алмайды. өйткені сұйытылған қышқыл ерітіндісі толық диссоциаланады.

рН КӨРСЕТКІШТЕРІ

Потенциометрлік титрлеу - Эквиваленттік нүктені табуға негізделген титрлеу реакциясыпа қатынасқан қосылыстың тек біреуі ғана электродты құбылыска араласатын болғанда, эквиваленттік нұктенің маңында индикаторлы электродтың потенциалы өзгереді. Айталық кышқылды - негізді әдіс бойынша титрлегенде, шыны электродын хлоридті хлор- күміс арқылы жүзеге асырады. Мұндағы реакциялар тез өтіп, соңына дейін толық жүреді. Жалпы потенциометрлік титрлеуді жүргізу үшін талданатын ерітіндідегі индикаторлы электрод пен салыстыру электродынан тұратын тізбекті жинақтайды.

Соңғы нүктені анықтау. Суретте титрлеу кисықтары мысал ретінде келтірілген. Осы суретте (а) тұз қышқылын калий гидроксидімен, яғни күшті қышқылды күшті негізбен титрлеудің қисығын теориялық тұрғыдан кескінделген. Мұндағы эквивалент нүкте индикаторлы электрод потенциалының кенеттен секіруіне байланысты. Бұл секіру эквивалент нүктені анықтайды, осыған қарап талданатын ерітінді құрамындағы қышқыл концентрациясы есептелінеді.калийэквивалентэлектрод Екінші (б) суретте эквивалентті нүктені табу үшін AE/Av - V координатында дифференциалды қисық сызылады, ал абсцисса өсіндегі есептеу титрант көлемін көрсетеді. Дифференциалды қисық көмегімен эквивалент нүктені нақтылы тауып, дәл есептеуге болады.

Электрохимиялық әдістерді қандай топтарға бөліп қарастыруға болады? потенциометрия, кондуктометрия және жоғаргы жиіліктегі титрлеу, вольт-амперметрия және полярография кулонометрия, диэлектрометрия

Кондуктометриялық әдіске анықтама бер. Электролиттердің концентрациясын кондуктометрлік әдіспен анықтау талданатын ерітіндінің электр өткізгіштігін өлшеуге негізделген. Кондуктометрия - ең қарапайым және талдап сұрыптаудын электрохимиялық әдісі.

Әдістің мәні. Талдаудың потенциометрлік әдістері, Потенциометрия - теңгерілген электродты потенциал мен электрохимиялық реакцияға қатысушы қоспалардың термодинамикалық активтілігі арасындағы тәуелділікті анықтауға негізделген электрохимиялық зерттеудің тәсілі.

ІV. Пайдаланған әдебиеттер Орысша-қазақша түсіндірме сөздік: Физика / Жалпы редакциясын басқарған э.ғ.д,, профессор Е. Арын – Павлодар: С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті, Құлажанов Қ.С.Аналитикалық химия: II томдық оқулық. II - том. Оқулық. Алма- ты:«ЭВЕРО» баспаханасы, б. Тугамбаева Т.Б., Масакбаева С.Р. Талдаудың физика-химиялық әдістері. Оқу құралы. Кереку – 75б.