Кулонометрическое титрование

Рис. 26.6. Зависимость I от t в гальваностатической кулонометрии

В кулонометрическом титровании аналитическим сигналом является не объём стандартного раствора титранта, а количество электричества, которое необходимо для его получения. Кулонометрическое титрование, в отличие от прямой кулонометрии, используется для определения электронеактивных веществ. Измерения в кулонометри­ческом титровании проводятся при постоянной силе тока. Количество электричества при таком режиме измерения равно произведению силы тока на время электролиза (рис. 26.6).

Схема установки для кулонометрического титрования приведена на рис. 26.7.

Рис. 26.7.Принципиальная схема установки для кулонометрического титрования

1) устройство для измерения разности потенциалов; 2) сопротивление; 3) источник постоянного тока; 4) хронометр; 5) рабочий электрод; 6) вспомогательный электрод

Рабочий электрод изготовлен, как правило, из платины, золота, ртути (для катодных процессов). Вспомогательный электрод – платиновая проволока, реже – графит. Вспомогательный электрод обычно отделяют от раствора диафрагмой, изготовленной из пористого стекла или пластмассы.

В основе кулонометрического титрования могут лежать различные типы химических реакций.

Титрант в кулонометрическом титровании обычно получают в электролитической ячейке в результате электрохимической реакции, протекающей на рабочем электроде (внутренняя генерация титранта). Если это по той или иной причине невозможно, электрогенерацию титранта проводят в специальном устройстве, находящемся вне ячейки (внешняя генерация титранта).

Конечную точку кулонометрического титрования обнаруживают так же, как и в других титриметрических методах анализа: визуально с помощью индикатора или инструментальными методами (потенциометрически, амперометрически, фотометрически и др.).

Перед проведением титрования обычно проводят предварительное титрование (предэлектролиз). При этом генерируют небольшое количество титранта, необходимое для достижения конечной точки титрования фонового раствора. Цель предварительного титрования – удаление возможных примесей посторонних веществ и устранение погрешности, связанной с состоянием поверхности рабочего электрода.

Преимущества кулонометрического титрования перед другими титриметрическими методами анализа заключаются в том что:

· титрант не нужно готовить, стандартизировать и хранить;

· можно получать титранты (например, Fe²⁺ или Cl₂), которые сложно или невозможно приготовить обычным способом;

· титрант легче «дозируется» (отрегулировать силу тока значительно легче, чем добавить точный объём титранта);

· раствор в процессе титрования не разбавляется;

· в процессе предэлектролиза можно устранить мешающее влияние примесей;

· одну и ту же ячейку можно использовать для любого вида титрования;

· процесс анализа можно легко автоматизировать.