4. Elektroanalytické metody

Question 1

Princip elektroanalytických metod

Dělení elektroanalytických metod

Answer 1

• sledování elektrických vlastností roztoku, hledá se vztah mezi veličinou a koncentrací
• rozlišení na statické (neprochází proud = potenciometrie) a dynamické (prochází proud - konst proud X konst potenciál = coulometrie, voltametrie, amperometrie, elektrogravimetrie)

Question 2

Definice:
Elektroda
Elektrochemický článek
Galvanický článek
Elektrolytický článek

Answer 2

Elektroda = poločlánek, soustava vodiče 1. (kov) a 2. (elektrolyt) druhu, mezi nimi probíhá komunikace nabité částice

Elektrochemický článek = dvě eltrody v roztoku elektrolytu

Galvanický článek = chem rce probíhá samovolně bez dodání el. energie

Elektrolytický článek = chem rce se uskuteční dodáním el. energie z vnějšího zdroje

Question 3

Galvanický článek

Answer 3

• zápis rce ve směru redukce
• pravá eltroda = katoda - redukce
• levá eltroda = anoda - oxidace

Question 4

Nernstova rovnice

Potenciálový rozdíl elektrod

Answer 4

E = Eo - RT/zF ln(red/ox)
! u vodíkové eltrody je E=0
2H+ + 2e = H2 (vztah k potenc. std. H eltrody)

ΔE = EP – EL = E+ – E–

Question 5

Rozdělení elektrod

Answer 5

I. druhu = kov v roztoku vlastních iontů

II. druhu = kov potažený vrstvou nerozpustné soli v roztoku iontů - vznik nerozp. sraženiny

Membránové elektrody = ISE, potenciál není dán redox dějem, mají iontově selektivní membránu (pevnou X kapalnou)

Oxidačně-redukční elektrody = eltrody z el. inertu (Pt, grafit) v roztoku s redox párem

Question 6

Oxidačně-redukční elektrody

Answer 6

• tvořeny elektrickým inertem (Pt, C grafit) v roztoku s redox párem

Question 7

Membránové elektrody

Answer 7

• ISE = iontově selektivní eltroda
• potenciál dán redox dějem
• iontově-selektivní membrána, propouští jen určité ionty
• pevná (skleněná, monokrystal, AgI) X kapalná (ionex na polymeru)

Question 8

Potenciometrie

Answer 8

• galvanický článek v bezproudu
• měření rovnovážného napětí článku = stanovení konc analytu
• membránová ISE, kombi skleněná eltroda, redox eltrody, I. druhu, F- eltroda, polymerní eltrody (ISE s kapalnou membránou, vápníková ISE)
• přímá = nutno kalibrovat, měření pH roztků, stanovení kationtů a aniontů
• titrace = stanovení BE, acidobazická X redox X argentometrie X komplexometrie

Question 9

Dynamické metody

Answer 9

= vnucené, nespontánní děje
= za kontolovaného potenciálu probíhá elektrolýza
- rce probíhá opačně než u galvanického článku
- přeměna části analytu = voltametrie (polarografie), amperometrie
- celková přeměna stanovované l. = elektrogravimetrie, coulometrie

Question 10

Nepolarizovatelná elektroda

Answer 10

= velký povrch, nízká proud. hustota - kocn změny malé, E je konst, nezávisí na proudu a c

Question 11

Polarizovatelná elektroda

Answer 11

= malý povrch, velká proud. hustota - E není kost, konc změny velké, závisí na proudu a c

Question 12

Depolarizátor

Answer 12

= analyt schopná elektrochemické rce s překročením hodnoty rozkladného napětí vlivem red/ox analytu
- depolarizace eltrod

Question 13

Voltametrie

Answer 13

= měření závislosti proudu v prac eltrodě na v čase proměnném potenciálu - elektrolýza
- hodnota proudu je fcí konc analytu

• rozpouštěcí voltametrie = stacionární RKE/diskové Pt/grafitové eltrody, měření rozpouštěcí křivky

Question 14

Polarografie

Answer 14

= voltametrie s polarizovatelnou Hg kapkovou eltrodou s obnovovatelným povrchem

• nepolarizovatelná eltroda = Hg velkoplošná
• referentní eltroda = kalomelová, AgCl
• stanovení vlastností kondezátoru, analýza anorg. l. (kationty), analýza org. l. (redukce aldehydů a ketonů, nitro a nenasyc. CH)
• normální pulzní polarografie = amplituda vloženého pulzu se v čase zvětšuje
• diferenční pulzní polarografie = průběh potenciálu, lineárně rostoucí napětí

Question 15

Amperometrie

Answer 15

• na prac. eltrodu vložen konst potenciál Ek
• měří se dif. proud závislý na čase, hodnota proudu závisí na konc analytu
• k detekci látek v proudících kapalinách, průtoková analytická metoda, kapalinová chromatografie, stanovení plynů v kapalinách, bioseznory
• titrace = konst potenciál E, měření limitního difuzního proudu závislého na objemu TČ
• amperometrický detektor = Clarkovo čidlo (Au/Pt katoda a AgCl anoda), polopropustná membrána

Question 16

Coulometrie

Answer 16

= úplná přeměna analytu, primární metoda měření
- obsah analytu stanoven z velikosti náboje Q prošlého eltrodou

Potenciometrická coulometrie = vylučování za řízeného potenciálu prac. eltrody

Coulometrická titrace = proud je konst, analyt přeměňován přímo na prac. eltrodě

Question 17

Konduktometrie

Answer 17

• měření el. vodivosti, nesleduje eltrodové rce, pouze migraci iontů v el. poli
• přímá (neselektivní) = přímé stanovení konc analytu na základě vodivosti roztoku (jednosložkové směsi)
• titrace = změny vodivosti během titrace