10.16 : القياس الكولومتري بالتيار المتحكم فيه_المعايرة الكولومترية

المعايرة الكولومترية هي شكل من أشكال التحليل بالمعايرة حيث يتم توليد الكاشف كهربائيًا، ويتم تقييم كميته بناءً على التيار ووقت التوليد. يعمل الإلكترون ككاشف قياسي. الإجراء مشابه للمعايرة التقليدية، مثل الكشف عن نقطة النهاية.

المتطلبات الأساسية للمعايرة الكولومترية هي (1) كفاءة 100% في تفاعل القطب المولد للكاشف و(2) تفاعل متكافئ ويفضل أن يكون سريعًا بين الكاشف الناتج والمادة المحددة. يمكن توليد الكاشف مباشرة داخل محلول الاختبار أو خارجيًا في محلول منفصل.

تقدم المعايرة الكولومترية العديد من المزايا، بما في ذلك الحساسية العالية بسبب القياس الدقيق لكميات صغيرة من الكهرباء. علاوة على ذلك، لا تتطلب محاليل قياسية، ويمكنها استخدام الكواشف غير المستقرة، وتسمح بتوليد كميات صغيرة من المحاليل، وتتجنب تخفيف العينة، وتوفر نتائج أكثر دقة من خلال المعايرة المسبقة، وقابلة للتكيف مع التحكم عن بعد والتلقائي.

تتطلب المعايرات الكولومترية مصدر تيار ثابت ومكامل لقياس ناتج التيار والوقت. تتكون خلية المعايرة عادةً من دورق ومولد ومساعد وأقطاب مؤشر.

تتضمن الإجراءات العامة للمعايرة الكولومترية إعداد خلية التحليل الكهربائي بأقطاب المولد والمؤشر، وشحن الخلية بمحلول الاختبار، وضبط التيار، والسماح للتفاعل بالمضي قدمًا. يتم تقييم نقطة نهاية المعايرة بناءً على تغير التيار أثناء المعايرة. يظل القطب المساعد أو المضاد، الذي يكمل الدائرة الكهربائية، معزولًا عن المحلول السائب لمنع التلوث. يتم أحيانًا توليد الكاشف خارجيًا قبل إضافته إلى وعاء المعايرة.

يمكن اكتشاف نقاط النهاية في المعايرة الكولومترية باستخدام المؤشرات الكيميائية أو الملاحظات الجهدية أو الإجراءات الأمبيرومترية. تعتمد هذه الطرق على تحديد الظروف التي تسبب تفاعل المادة التي يتم تحديدها أو المعاير للتفاعل عند قطب مؤشر، مما ينتج تيارًا متناسبًا مع تركيز المادة الفعالة كهربائيًا.

تتضمن قيود المعايرة الكولومترية مع التوليد الداخلي للمعايير وجود مواد قد تتفاعل عند أقطاب المولد وصعوبة تحديد نقطة التكافؤ بالطرق الأمبيرومترية للعينات الكبيرة الحجم. يمكن التغلب على هذه القيود عن طريق توليد الكاشف خارجيًا بتيار ثابت بكفاءة 100٪ في خلية مولد خارجية، والتي يتم تسليمها بعد ذلك إلى خلية المعايرة. على الرغم من عيبها البسيط المتمثل في تخفيف محتويات خلية المعايرة، فإن هذا الإجراء مناسب تمامًا للتحكم التلقائي وتحديد المواد الموجودة بكميات صغيرة.