6.2. Кулонометрия
Теоретическая часть
Законы Фарадея. Электрохимический эквивалент.
Классификация кулонометрических методов анализа. Прямая кулонометрия и кулонометрическое титрование.
Условия проведения кулонометрических измерений при постоянном потенциале и постоянном токе. Способы определения количества электричества в прямой кулонометрии и кулонометрическом титровании.
Решение задач
Задача №1. Рассчитайте содержание (%) нитробензола в 210 мг смеси органических веществ, если для его восстановления израсходовано 26,74 Кл электричества. Восстановление нитробензола протекает по реакции:
.
М.м. (C6H5NO2) = 123,0 г/моль.
|
Решение. По закону Фарадея
|
|
мг
|
Массовая доля нитробензола в смеси органических веществ равна:
|
%.
|
Задача №2. Для определения иодид-ионов использовали кулонометрический метод, титруя раствор иодидов ионами MnO4-, электрогенерированными в анодном пространстве электролитической ячейки в среде H2SO4. Определите массу иодид-ионов в растворе, если титрование проводили при I = 14 мА в течение 225 с.
М.м. (I) = 126,90 г/моль.
|
Решение. Запишем уравнение полуреакции с участием иодид-ионов:
|
,
|
, n = 1.
|
По закону Фарадея:
|
.
|
мг.
|
Задача №3. На титрование 5,00 мл раствора тиосульфата натрия при силе тока 4,0 мА затрачено 185,5 секунд. Какова масса оттитрованного тиосульфата?
М.м. (Na2S2O3) = 158,1 г/моль.
|
Решение. Запишем уравнение полуреакции с участием тиосульфат-иона:
|
.
|
Из уравнения следует, что молярная масса эквивалента равна:
|
г/моль.
|
По закону Фарадея:
|
.
|
г
|
Задача №4. Навеску 0,6000 г содержащего алюминий лекарственного средства перевели в раствор и выделили алюминий в виде 8-гидроксихинолината. Осадок после промывания растворили в 4 M растворе HCl, перенесли в кулонометрическую ячейку и оттитровали выделившийся 8-гидроксихинолин (HOC9H6N) бромом, генерированным из Br. Рассчитайте процентное содержание алюминия в лекарственном препарате, если кулонометрическое определение проводили при силе тока 8 мА в течение 125 с. Напишите уравнения химических реакций и реакции генерации титранта.
|
Решение. Напишем уравнения протекающих химических реакций:
,
,
.
|
.
|
В соответствии с объединенным законом Фарадея:
|
.
|
Таким образом, задача сводится к нахождению числа электронов, принимающих участие в кулонометрическом определении алюминия. Титрование проводили заместительным способом, поскольку электрогенерированный титрант Br2 реагировал непосредственно с 8-гидроксихинолином, а не с Al3+. Из уравнений реакций видно, что на 1 моль 8-гидроксихинолина приходится 4 эквивалента брома (22e). Таким образом, в электрохимическом превращении участвуют в расчете на один атом алюминия n = 3 4 = 12 e, поскольку стехиометрия комплекса алюминия с органическим реагентом 1:3.
|
Подставив численные значения в расчетную формулу, получим:
.
|
Титрант генерировали на аноде по реакции: 2Br- - 2e = Br2.
|
Достарыңызбен бөлісу: |