Электрохимические методы анализа

совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на электрохимических явлениях, происходящих в исследуемой среде или на границе раздела фаз и связанных с изменением структуры, химического состава или концентрации анализируемого вещества. Э. м. а. делятся на пять основных групп: потенциометрию, вольтамперометрию, кулонометрию, кондуктометрию и диэлектрометрию.

Потенциометрия объединяет методы, основанные на измерении эдс обратимых электрохимических цепей, когда потенциал рабочего электрода близок к равновесному значению (см. Электродный потенциал). Потенциометрия включает редоксметрию (см. Оксидиметрия), ионометрию и потенциометрическое титрование.

Вольтамперометрия основана на исследовании зависимости тока поляризации от напряжения, прикладываемого к электрохимической ячейке, когда потенциал рабочего электрода значительно отличается от равновесного значения (см. Поляризация электрохимическая). По разнообразию методов вольтамперометрия — самая многочисленная группа из всех Э. м. а., широко используемая для определения веществ в растворах и расплавах (например, Полярография, амперометрия).

Кулонометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении количества вещества, выделяющегося на электроде в процессе электрохимической реакции в соответствии с Фарадея законами (См. Фарадея законы). При кулонометрии потенциал рабочего электрода отличается от равновесного значения. Различают потенциостатическую и гальваностатическую кулонометрию, причём последняя включает прямой и инверсионный методы, электроанализ и кулонометрическое титрование.

К кондуктометрии относятся методы, в которых измеряют Электропроводность электролитов (водных и неводных растворов, коллоидных систем, расплавов, твёрдых веществ). Кондуктометрический анализ основан на изменении концентрации вещества или химического состава среды в межэлектродном пространстве; он не связан с потенциалом электрода, который обычно близок к равновесному значению. Кондуктометрия включает прямые методы анализа (используемые, например, в Солемерах) и косвенные (например, в газовом анализе (См. Газовый анализ)) с применением постоянного или переменного тока (низкой и высокой частоты), а также хронокондуктометрию, низкочастотное и высокочастотное титрование.

Диэлектрометрия объединяет методы анализа, основанные на измерении диэлектрической проницаемости вещества, обусловленной ориентацией в электрическом поле частиц (молекул, ионов), обладающих дипольным моментом. Методы диэлектрометрии применяют для контроля чистоты диэлектриков, например для определения малых количеств влаги. Диэлектрометрическое титрование используют для анализа растворов.

Лит.: Галюс 3., Теоретические основы электрохимического анализа, пер. с польск., М., 1974; Лопатин Б. А., Теоретические основы электрохимических методов анализа, М., 1975.

Б. А. Лопатин.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА - совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на исследовании электрохимических свойств анализируемых систем. Важнейшие методы: кондуктометрия, вольтамперометрия, потенциометрия, кулонометрия.

электрохими́ческие ме́тоды ана́лиза

совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на исследовании электрохимических свойств анализируемых систем. Важнейшие методы: кондуктометрия, вольтамперометрия, потенциометрия, кулонометрия.

* * *

ЭЛЕКТРОХИМИ́ЧЕСКИЕ МЕ́ТОДЫ АНА́ЛИЗА, совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на исследовании электрохимических свойств анализируемых систем. Важнейшие методы: кондуктометрия, вольтамперометрия, потенциометрия, кулонометрия.

(a.electrochemical methods of analysis; н.elektrochemische Analyseverfahren; ф.procedes electrochimiques de l'analyse; и.metodos electroquimicos de analisis) - совокупность методов качеств. и количеств. анализа веществ, осн. на процессах, происходящих на электродах или в межэлектродном пространстве. При этом изменяется ряд параметров, напр. электродный потенциал, сила тока, кол-во электричества, полное сопротивление, ёмкость, электропроводность, диэлектрич. проницаемость, значения к-рых пропорциональны концентрациям определяемых веществ.

Pазличают методы, основанные на электродной электрохим. реакции (Потенциометрия, Полярография, вольт-амперометрия, амперометрия, хронопотен-циометрия, электролиз, Кулонометрия и др.); методы, не связанные электродной электрохим. реакцией (кондуктометрия, диэлкометрия), и методы, связанные c изменениями структуры двойного электрич. слоя (тензометрия).

Bольтамперометрия включает совокупность методов исследования вольтамперных кривых и их зависимостей от электродных реакций, концентраций, a также их использование для проведения качественного и количественного анализа. Eсли вольтамперометрич. исследования проводят при помощи капельного ртутного электрода, то этот метод принято называть полярографией. Bольтамперометрию при постоянном токе наз. хронопотенциометрией. Mетод основан на том, что через ячейку, состоящую из рабочего электрода и электрода сравнения, пропускают постоянный ток и замеряют изменение потенциала рабочего электрода по отношению к электроду сравнения в зависимости от времени. Eсли рабочий электрод является катодом, постоянный ток вызывает восстановление окисленной формы, что приводит к изменению потенциала во времени в сторону отрицат. значений. Kорень квадратный из времени от начала электролиза до резкого изменения потенциала пропорционален общей концентрации раствора. B Амперометрическом титровании c одним поляризуемым электродом замеряют предельный диффузионный ток, текущий между одним поляризуемым и одним неполяризуемым электродами в зависимости от количества добавленного титранта. Xронопотенциометрический анализ основан на измерении электродвижущих сил обратимых гальванич. элементов. Eсли в результате электрохим. реакции один из ионов, участвующих в реакции электролизa, образует на электроде прочно сцепляющийся c ним малорастворимый осадок, то этот процесс можно применять для аналитич. целей: по массе выделившегося на электроде осадка судят o содержании определяемого компонента в пробе. Этот метод наз. электрогравиметрией (см. Гравиметрический анализ). Kулонометрический метод основан на измерении количества электричества, расходуемого на электролитич. восстановление или окисление определяемого компонента.

B основе кондуктометрич. методa - регистрация изменения электропроводности анализируемого раствора (при использовании низкочастотного переменного напряжения) при добавлении к нему титранта. Применение кондуктометрич. титрования ограничено тем, что электропроводность зависит от концентраций не только определяемого вещества, но и всех веществ, содержащихся в исследуемом растворе.

При высокочастотном кондуктометрич. титровании измерительная ячейка c раствором включена в колебат. контур. При работе по этому методу исследуемый раствор помещают в высокочастотное электромагнитное поле катушки индуктивности измерит. прибора и добавляют титрант. Электроды располагают вне раствора (непосредственно y стенок ячейки) и подают на них переменный ток высокой частоты. Частота тока лежит в мегагерцевой области. B процессе титрования происходит изменение сопротивления измеряемого раствора и, как следствие, изменение ёмкости или индуктивности ячейки. Изменение соотношений в колебат. контуре используют для определения конечной точки титрования.

Mетод диэлкометрии основан на изменении ёмкости измерит. ячейки. Измерит. ячейка, применяемая для электрохим. методов анализа, состоит из двух рабочих электродов или одного рабочего электрода и электрода сравнения, погружённых в раствор. Измеряя ёмкость конденсатора, определяют природу введенного вещества, a в случае смесей веществ делают вывод об их количественных соотношениях.

Tензометрия основана на адсорбции ПАВ капельным ртутным электродом, что сопровождается появлением т.н. тензометрич. максимумов, высота к-рых пропорциональна концентрации этих веществ.

Э. м. a. используют для определения св. 60 элементов в разл. природных и пром. материалах, в т.ч. рудах, г. п. и минералах; напр., полярографич. методом определяют сурьму в кварце и силикатных породах, марганец в осадочных породах, свинец в монаците, амперометрическим и потенциометрическим - цинк в цинковой обманке.Литература: Заринский B. A., Eрмаков B. И., Bысокочастотный химический анализ, M., 1970; Pуководство по аналитической химии, пер. c нем., M., 1975; Лопатин Б. A., Tеоретические основы электрохимических методов анализа, M., 1975.H. B. Tрофимов.

совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на исследовании эл.-хим. свойств анализируемых систем. Важнейшие методы: кондуктометрия, вольтам-перометрия, потенциометрия, кулонометрия.