10.16 : Управляемая токовая кулонометрия_Кулонометрическое титрование

Кулонометрическое титрование — это форма титриметрического анализа, при которой реагент генерируется электрически, а его количество оценивается на основе тока и времени генерации. Электрон служит стандартным реагентом. Процедура похожа на обычные титрования, такие как обнаружение конечной точки.

Основными требованиями к кулонометрическому титрованию являются (1) 100% эффективность в реакции электрода, генерирующего реагент, и (2) стехиометрическая и предпочтительно быстрая реакция между генерируемым реагентом и определяемым веществом. Реагент может генерироваться непосредственно в тестовом растворе или внешне в отдельном растворе.

Кулонометрическая титриметрия имеет несколько преимуществ, включая высокую чувствительность благодаря точному измерению небольших количеств электричества. Более того, она не требует стандартных растворов, может использовать нестабильные реагенты, позволяет генерировать небольшие количества титранта, избегать разбавления образца, обеспечивает более точные результаты посредством предварительного титрования и адаптируется к дистанционному и автоматическому управлению.

Кулонометрические титраторы требуют постоянного источника тока и интегратора для измерения произведения тока и времени. Ячейка титрования обычно состоит из стакана, генератора, вспомогательных и индикаторных электродов.

Общие процедуры кулонометрического титрования включают настройку электролизной ячейки с генераторными и индикаторными электродами, зарядку ячейки тестовым раствором, регулировку тока и проведение реакции. Конечная точка титрования оценивается на основе изменения тока во время титрования. Вспомогательный или противоэлектрод, который замыкает электрическую цепь, остается изолированным от основного раствора для предотвращения загрязнения. Иногда реагент генерируется извне перед добавлением в сосуд для титрования.

Конечные точки в кулонометрическом титровании можно обнаружить с помощью химических индикаторов, потенциометрических наблюдений или амперометрических процедур. Эти методы основаны на создании условий, которые заставляют либо определяемое вещество, либо титрант реагировать на индикаторном электроде, создавая ток, пропорциональный концентрации электроактивного вещества.

Ограничения кулонометрического титрования с внутренней генерацией титранта включают наличие веществ, которые могут реагировать на электродах генератора, и трудности определения точки эквивалентности амперометрическими методами для макромасштабных образцов. Эти ограничения можно преодолеть путем внешней генерации реагента при постоянном токе с эффективностью 100% во внешней ячейке генератора, который затем доставляется в ячейку титрования. Несмотря на свой незначительный недостаток, заключающийся в разбавлении содержимого ячейки титрования, эта процедура хорошо подходит для автоматического контроля и определения веществ, присутствующих в малых количествах.