12 5
Нернста, анализируемой величиной является не сама концентрация, а ее логарифма,что снижает точность измерений.
Вопрос 171.
Можно ли проводить потенциометрическое титрование в ячейке без переноса?
Ответ. При потенциометрическом титрования расчет абсолютного значения ЭДС, которая учитывает величину диффузионного потенциала, не производится.
Поэтому в косвенной потенциометрии отпадает необходимость строгого контроля за значением диффузионного потенциала и измерения могут проводиться в ячейках без переноса.
Вопрос 172.
Приведите примеры использования методов потенциометрии в аналитическом контроле компонентов лесохимического комплекса .
Ответ. Методы потенциометрического титрования используются для аналитического контроля активных компонентов (NaOH, Na
2
CO
3,
NaS) белого щелока при варке сульфатной целлюлозы и олигосахаридов в гидролизате сульфитного производства при получении кормовых дрожжей.
Метод эффективен для контроля за содержанием серосодержащих соединений в дымовых газах содорегенерационной установки.
Тесты
Тест 23.
В чем преимущество метода потенциометрии по сравнению с классическим химическим анализом? а) метод потенциометрии обладает большей точностью;
б) потенциометрический метод может быть использован для
анализа окрашенных растворов;
в) метод потенциометрии высокоэффективен при работе с
разбавленными растворами;
г) при потенциометрических измерениях не используются стандартные растворы.
Тест 24.
Какие металлы непригодны для изготовления обратимых электродов первого рода? а) серебро;
б) железо;
в) медь;
г) платина.
12 6
Тест 25.
Какое утверждение неприменимо к электродам первого рода? а) электроды обладают электронной проводимостью;
б) на межфазной поверхности электрода протекает реакция ионного обмена; в) электроды обратимы по отношению к катионам металлов; г) на и межфазной границе электрода протекает полуреакция окисления или восстановления.
Тест 26.
Какие электроды используются в электрохимической ячейке потенциометрической установки?
a) два неполяризуемых электрода – индикаторный и электрод сравнения; б) два идентичных электрода; в) три электрода – поляризуемый индикаторный, электрод сравнения и вспомогательный электрод; г) один индикаторный электрод.
Тест 27.
Какая характеристика не соответствует функциям индикаторного электрода? а) электрод должен быть химически устойчив;
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 29
б) электрод может легко поляризоваться; в) электрод должен обратимо реагировать на изменение концентрации определяемого иона; г) электрод характеризуется небольшим «временем отклика».
Тест 28.
Какая характеристика справедлива для электрода сравнения? а) потенциал электрода зависит от концентрации анализируемого раствора;
б) потенциал электрода сохраняет постоянное значение; в) потенциал электрода зависит от концентрации посторонних веществ; г) электрод химически неустойчив.
Тест 29.
Где происходит образование потенциала окислительно-восстановительного электрода? а) на границе раздела фаз металл - раствор, содержащий катион этого металла; б) на поверхности катионообменной мебраны, соприкасающейся с раствором, содержащим проницаемый для этой мембраны катион;
в) на границе раздела фаз платина – водный раствор,содержащий окисленную и восстановленную формы одного
12 7
вещества.
12 8
Тест 30.
Какое утверждение не применимо к хлорсеребряному электроду?
а) электрод не может выполнять функцию индикаторного при
определении концентрации хлорид-ионов ;
б) электрод может быть использован как электрод сравнения в кислотно- основном титровании ; в) потенциал хлорсеребряного электрода чувствителен к действию окислителей; г) хлорсеребряный электрод относится к электронообменным электродам.
Тест 31.
К какой группе электродов относится стеклянный электрод? а) инертные;
б) ионообменные;
в) окислительно-восстановительные; г) электронообменные.
Тест 32.
Какая формула соответствует уравнению Нернста для стеклянного электрода?
0 ох/ red
+
2,3????????
????????
I
n а ох
; а
???????????? б)
Е = Е
0
Ме n+
/ Ме
0
‒
2,3????????
????????
Ig а
Ме n+
;
в)
Е = сопst +
????
In
а
Н
+
;
г)
Е = Е
0
Н
2/
2Н
+
+
0,059 In а
Н
+
Тест 33.
Как зависит потенциал стеклянного электрода от величины рН анализируемого раствора? а) c ростом рН потенциал электрода линейно возрастает;
б) c ростом рН потенциал электрода линейно убывает;
в) c ростом рН потенциал электрода убывает по экспоненциальной зависимости; г) при рН = 7 на кривой зависимости Е = f (рН) наблюдается резкий скачок потенциала.
Тест 34. а)
Е = Е
2,3????????
12 9
Для какого иона крутизна электродной функции ионселективного электрода имеет наибольшее значение?
а) однозарядный ион;
13 0 б) двухзарядный катион; в) двухзарядный анион; г) трехзарядный катион.
Тест 35.
В каких реакциях потенциометрического титрования серебряный электрод может использоваться в качестве индикаторного?
а) реакции осаждения;
б) реакции нейтрализации;
в) реакции
комплексообразования; г) ОВР.
Тест 36.
Как можно снизить влияние потенциала ассиметрии стеклянного электрода на результаты измерения рН? а) промывкой электрода дистиллированной водой; б) вымачиванием электрода в 0,1 н растворе соляной кислоты;
в) калибровкой электрода по буферным растворам.
Тест 37.
В каких координатах строятся потенциометрические кривые кислотно- основного титрования? а) рН = f (С);
б) рН = f (V
титр
); в) ∆Е = f (рН);
∆рН
г)
∆????
титр
= f (V
титр
).
Тест 38.
Найдите характеристику, которая не применима к методу прямой потенциометрии? а) метод позволяет проводить анализ в стационарных и полевых условиях;
б) погрешность метода меньше, чем в потенциометрическом
титровании; в) метод дает возможность проводить анализ в широком диапазоне концентраций г) этим методом можно определять свободные ионы.
Тест 39.
К какой группе электродов относится индикаторный электрод для определения жесткости воды? а) электроды первого рода;
13 1 б) стеклянные ионоселективные электроды; в) ионоселективные электроды с твердой мембраной;
г) ионоселективные электроды с
жидкой
мембраной
13 2
КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Вопросы и ответы
Вопрос 173.
Какой электрохимический процесс лежит в основе кулонометрических измерений?
Ответ. Методы кулонометрии основаны на процессе электролиза.
Вопрос 174.
Сопоставьте методы прямой кулонометрии и электрогравиметрии? В чем их сходство и различие?
Ответ. Методы прямой кулонометрии и электрогравиметрии основаны на процессе потенциоcтатического электролиза. Они высокоэффективны для анализа сложных многокомпонентных систем. Метод прямой кулонометрии имеет более широкий спектр аналитических возможностей благодаря измерению количества электричества, затраченного на электроокисление или электровосстановление вещества на поверхности электрода или в объеме раствора. Применение метода электрогравиметрии ограничено только реакцией электровосстановления ионов металлов из раствора на поверхности электрода.
Вопрос 175 .
Какая электрохимическая величина используется в качестве аналитического сигнала в кулонометрических измерениях. Объясните название метода.
Ответ. В методах кулонометрии аналитическим сигналом является количество электричества, затраченное на электролиз анализируемого вещества. Название метода определила единица измерения количества электричества – « кулон».
Вопрос 176.
Что означает понятие «количество электричества». Как рассчитывается эта величина?
13 3
????1
Ответ. Количество электричества (Q) – это электрический заряд, который протекает за определенное время (t) через поперечное сечение проводника при заданной силе тока (I). При постоянной силе тока количество электричества рассчитывается по формуле Q = I∙t.
При изменении тока во времени расчет проводится по формуле:
Q =
????2
???? ???? ∙ ????????.
Вопрос 177.
Что такое кулон?
Ответ. Кулон – это единица измерения количества электричества, которая соответствует количеству электричества, прошедшему за 1с через поперечное сечение проводника при постоянной силе тока 1А.
Вопрос 178.
Сформулируйте основные законы Фарадея.
Ответ. Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества прошедшему через электролит. Второй закон Фарадея: если через электролизеры проходит одинаковое количество электричества, то массы веществ, выделившиеся на электродах, соотносятся между собой как их молярные массы эквивалентов
(m
1
/ m
2
= M э
1
/ M
Э2
).
Вопрос 179.
Напишите формулу объединенного закона Фарадея для расчета массы электропревращенного вещества.
Ответ. Формула объединенного закона электролиза: m (X) =
????∙ ????(????)
,
???? ∙ ???? где m (X) – масса электропревращенного вещества X, г;
Q
– количество электричества, затраченного на электролиз, Кл;
F
– число Фарадея, Кл/моль э
;
M(X) – молярная масса вещества X, г/моль; z
– число эквивалентности.
Вопрос 180.
Что показывает число Фарадея? Какова его размерность и величина?
Ответ.
Число
Фарадея соответствует количеству электричества,
13 4 затраченному на электропревращение 1 моль - эквивалента вещества.
13 5
Оно равно 96485 Кл/моль
Э.
Вопрос 181.
Как рассчитывается число эквивалентности (z) в уравнении объединенного закона Фарадея?
Ответ. Число эквивалентности (z) в уравнении закона Фарадея определяется по количеству электронов, участвующих в реакции окисления или восстановления одного атома, молекулы или иона электропревращаемого вещества.
Вопрос 182.
Как рассчитывается электрохимический эквивалент вещества (К)? Каков физический смысл этой величины?
Ответ. Электрохимический эквивалент (К) численно равен массе вещества, претерпевшего электрохимическое превращение при пропускании через электролит заряда в 1 кулон. В системе Си электрохимический эквивалент измеряется в кг/Кл и рассчитывается по формуле: К = М / z ∙ F.
Вопрос 183.
Какие условия необходимо соблюдать при проведении кулонометрических измерений?
Ответ. Кулонометрические измерения должны проводиться со 100 % - ным выходом по току с точной и надежной фиксацией момента завершения электрохимической или вызываемой ею химической реакции.
Вопрос 184.
Что такое выход (эффективность) по току?
Ответ. Выход по току – это величина, равная отношению реального количества электропревращенного вещества к теоретическому количеству, рассчитанному по закону Фарадея.
Вопрос 185.
Что означает 100 % - ный выход по току?
Ответ. 100 %-ный выход по току означает, что при проведении кулонометрических измерений практически все количество электричества расходуется на электролиз определяемого вещества и побочные электрохимические реакции отсутствуют.
Вопрос 186.
Как называется электрохимическая ячейка, используемая в кулонометрическом анализе?
Ответ. Сосуд с электродами для кулонометрических измерений называется электролитической ячейкой.
13 6
Вопрос 187. Какой знак заряда имеют электроды электролитической ячейки? Какие электрохимические реакции на них протекают?
Ответ. Катод электролитической ячейки заряжен отрицательно, анод – положительно. На катоде протекает полуреакция восстановления, на аноде
– полуреакция окисления.
Вопрос 188.
Как классифицируются электроды электролитической ячейки по функциональному назначению?
Ответ. В зависимости от выполняемой функции электроды в кулонометрии делятся на рабочие, вспомогательные, индикаторные и электроды сравнения.
Вопрос 189.
Какую функцию выполняют рабочий и вспомогательный электроды в электролитической ячейке?
Ответ. Рабочий и вспомогательный электроды являются элементами электрогенерирующей цепи. На рабочем (генераторном) электроде электролизера происходит целевая электрохимическая реакция, которая приводит к заметному изменению состава и свойств анализируемой системы. Вспомогательный электрод замыкает электрогенерируемую цепь, обеспечивая протекание тока через ячейку.
Вопрос 190.
Из каких материалов изготавливаются рабочий и вспомогательный электроды?
Ответ. Рабочий и вспомогательный электроды изготавливаются из благородных металлов (платина, серебро, золото) или углеродных материалов (графит, стеклоуглерод).
Вопрос 191.
Какое назначение имеют индикаторный электрод и электрод сравнения в электролитической ячейке?
Ответ. Индикаторный электрод и электрод сравнения являются элементами потенциометрической цепи. Они не оказывают воздействия на свойства анализируемого раствора и дают только информацию об измеряемом электрическом параметре (потенциале или силе тока).
Вопрос 192.
Какую функцию выполняет полупроницаемая мембрана электролитической ячейки?
Ответ. Полупроницаемая мембрана электролитической ячейки препятствует химическому взаимодействию продуктов катодного восстановления и
13 7 анодного окисления и предотвращает участие их в электрохимических реакциях на электродах.
Вопрос 193.
Какова роль фонового электролита в кулонометрических измерениях?
Какие требования предъявляются к его составу?
Ответ. Фоновый электролит устраняет миграционный ток и увеличивает электропроводность анализируемого раствора, что позволяет ускорить достижение заданного значения остаточного тока и сократить время анализа.
Ионы фонового электролита должны обладать одинаково высокой подвижностью, и не должны окисляться или восстанавливаться при потенциале определяемого иона, вызывая побочные электрохимические реакции.
Вопрос 194.
Чем отличаются методы прямой и косвенной кулонометрии?
Ответ. В прямой кулонометрии электролизу подвергается анализируемое вещество. В методах кулонометрическом титровании в электрохимической реакции участвует вспомогательное электроактивное вещество. Роль титранта выполняет продукт электролиза, который реагирует с определяемым веществом.
Вопрос 195.
Какими свойствами должно обладать соединение, анализируемое методом прямой кулонометрии?
Ответ. Метод прямой кулонометрии используется только для анализа электроактивных соединений.
Вопрос 196.
Какие виды электрохимических реакций используются в прямой кулонометрии?
Ответ. В прямой кулонометрии различают три вида электрохимических реакций: электровосстановление на катоде, электроокисление на аноде и электрохимическое превращение в растворе.
Вопрос 197.
Почему прямая кулонометрия проводится в потенциостатическом, а не в амперостатическом режиме?
Ответ.
Ограниченное использование прямой амперостатическом кулонометрии обусловлено нестабильностью потенциала рабочего электрода при уменьшении концентрации определяемого иона в процессе электролиза. Это увеличивает вероятность протекания побочных электрохимических реакций и затрудняет достижение 100 %-ного выхода