Потенциометрическое титрование

В аналитической химии потенциометрическое титрование — это метод, аналогичный прямому титрованию окислительно -восстановительной реакции. Это полезный способ охарактеризовать кислоту . не Индикатор используется; вместо этого электрический потенциал измеряется на аналите , обычно на растворе электролита . Для этого два электрода используются : индикаторный электрод (стеклянный электрод и индикаторный электрод с ионами металлов) и электрод сравнения . В качестве электродов сравнения обычно используются водородные электроды, каломельные электроды и хлорсеребряные электроды . Индикаторный электрод образует электрохимическую полуячейку с заинтересованными ионами в тестируемом растворе. Электрод сравнения образует другую полуячейку.

Общий электрический потенциал рассчитывается как

E_{\rm {cell}}=E_{\rm {ind}}-E_{\rm {ref}}+E_{\rm {sol}}.

$E sol$ представляет собой падение потенциала тестируемого раствора между двумя электродами. $E- клетку$ записывают через определенные промежутки времени по мере добавления титранта. Можно построить график зависимости потенциала от добавленного объема, и конечная точка реакции находится на полпути между скачком напряжения. $Е ячейки$ зависит от концентрации заинтересованных ионов, с которыми контактирует индикаторный электрод. Например, электродная реакция может быть

{\ce {M}}^{n+}+n\ {\ce {e- -> M}}

Поскольку концентрация $М п +$ изменяется, $соответственно меняется и Е- клетка$ . Таким образом, потенциометрическое титрование включает измерение количества $Е- клеток$ с добавлением титранта. Типы потенциометрического титрования включают кислотно-основное титрование (общая щелочность и общая кислотность), окислительно-восстановительное титрование (HI/HY и церат), осаждающее титрование (галогениды) и комплексометрическое титрование (свободная ЭДТА и антикал #5).

История

Первое потенциометрическое титрование было проведено в 1893 году Робертом Берендом в Институте Оствальда в Лейпциге. Он титровал раствор ртути хлоридом калия , бромидом калия и йодидом калия . Он использовал ртутный электрод вместе с ртутно- нитратным электродом сравнения. Он обнаружил, что в ячейке, состоящей из нитрата ртути и нитрата ртути/ртути, начальное напряжение равно 0. Если к нитрату ртути с одной стороны добавить хлорид калия, хлорид ртути (I) выпадает в осадок. Это снижает осмотическое давление ионов ртути (I) на стороне и создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов медленно увеличивается по мере добавления хлорида калия, но затем увеличивается быстрее. Он обнаружил, что наибольшая разница потенциалов достигается, когда весь нитрат ртути выпадает в осадок. Это использовали для определения конечных точек титрования. ^[1]

Затем Вильгельм Беттгер разработал инструмент потенциометрического титрования, работая в Институте Оствальда. ^[2] Он использовал потенциометрическое титрование, чтобы наблюдать различия в титровании между сильными и слабыми кислотами, а также поведение многоосновных кислот. Он ввел идею использования потенциометрического титрования кислот и оснований, которые невозможно титровать, в сочетании с колориметрическим индикатором. ^[1]

Потенциометрическое титрование впервые было использовано для окислительно-восстановительного титрования Кротогино. Он титровал галогенид-ионы перманганатом калия, используя блестящий платиновый электрод и каломельный электрод . Он сказал, что если к восстановительному раствору добавить окислитель, то равновесие между восстановителем и продуктом реакции сместится в сторону продукта реакции. При этом потенциал меняется очень медленно, пока количество восстанавливающего вещества не станет очень небольшим. Большое изменение потенциала произойдет тогда, когда будет добавлено небольшое количество титрующего раствора, поскольку конечные количества восстановителя будут удалены, и потенциал будет соответствовать исключительно окислителю. Такое большое увеличение разности потенциалов означает конечную точку реакции. ^[1]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Сабадвари, Ференц. История аналитической химии: Международная серия монографий по аналитической химии. Эльзевир, 2013.
^ Бернс, Д. Торберн и др. Важные деятели аналитической химии из Германии в кратких биографиях: от средневековья до двадцатого века. Спрингер, 2014.

[history-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Сабадвари, Ференц. История аналитической химии: Международная серия монографий по аналитической химии. Эльзевир, 2013.

[figures-2] Бернс, Д. Торберн и др. Важные деятели аналитической химии из Германии в кратких биографиях: от средневековья до двадцатого века. Спрингер, 2014.

[1]

[2]