Electrogravimetry and coulometry
-
Upload
pipat-chooto -
Category
Science
-
view
410 -
download
7
Transcript of Electrogravimetry and coulometry
![Page 1: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Electrogravimetry and Electrogravimetry and CoulometryCoulometry
![Page 2: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/2.jpg)
2
![Page 3: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/3.jpg)
3
• เทคนคน ต างจาก เทคนคน ต างจากpotentiometrypotentiometry
• 1. 1. ตองใหกระแสตองใหกระแส• 2. 2. สารว เคราะหเปล ยนสารว เคราะหเปล ยนสภาวะออกซเดชนสภาวะออกซเดชน
• 3. 3. เซลล เปนแบบอเล กโทรล เซลล เปนแบบอเล กโทรล ต กต ก
• มการว ดมวลหรอปร มาณมการว ดมวลหรอปร มาณไฟฟาไฟฟา
![Page 4: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/4.jpg)
4
ขอด ข อด • SensitiveSensitive• Accurate and preciseAccurate and precise• No need for calibrationNo need for calibration
![Page 5: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/5.jpg)
5
ผลของกระแส ตอศ กย ของ ผลของกระแส ตอศ กย ของเซลลเซลล
• เม อม กระแส ศกย จะไม ใช ศ กย เม อม กระแส ศกย จะไม ใช ศ กย สมดลอ กต อไปสมดลอ กต อไป
• ปรากฏการณท เก ดค อ ปรากฏการณท เก ดค อ IR drop IR drop และ และ polarizationpolarization
• ทำาให ต องใหศ กย ก บท ำาให ต องใหศ กย ก บ เซลลอ เล กเซลลอ เล กโทรล ตกโทรล ตก มากกว าปกตมากกว าปกต
• ทำาให ศ กย จากทำาให ศ กย จาก เซลลก ลวานคเซลลก ลวานคได ได มา มา นอยกว าปกตน อยกว าปกต
![Page 6: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/6.jpg)
6
ตวอย างต วอย างAgAg//AgCl(s),ClAgCl(s),Cl -- (0.200 M),Cd(0.200 M),Cd2+2+ (0.00500 M) (0.00500 M)//CdCd
- - ไมม ไมม Liquid jungtionLiquid jungtion
- - ศกยเทอรโมฯ ศกยเทอรโมฯ -0.734 V -0.734 V จงตองใชศกยเปนจงตองใชศกยเปนลบกวานในการเกดปฏกรยาลบกวานในการเกดปฏกรยา
CdCd2+2+ + 2Ag(s) +2Cl + 2Ag(s) +2Cl-- Cd(s) + AgCl(s) Cd(s) + AgCl(s)
- - หากไมมศกยภายนอก ปฏกรยาจะเกดยอน หากไมมศกยภายนอก ปฏกรยาจะเกดยอน กลบ เซลลจะเปนแบบกลปวานค ศกย กลบ เซลลจะเปนแบบกลปวานค ศกย +0.734 V+0.734 V
![Page 7: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/7.jpg)
7
IR dropIR dropIR dropIR drop ผลจากความตานทานของเซลลผลจากความตานทานของเซลล
EEappliedapplied= E= Ecatcat – E – Eanan - IR - IR
![Page 8: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/8.jpg)
8
ตวอย างต วอย าง จากเซลลทกลาวถงซงมความตานทาน จากเซลลทกลาวถงซงมความตานทาน 15 15 ΩΩ
a.a. คำานวณศกยทปองกนไมใหกระแสไหลคำานวณศกยทปองกนไมใหกระแสไหลb.b. คำานวณศกยทใหกระแสไหล คำานวณศกยทใหกระแสไหล 2.00 mA2.00 mA
ก ก CdCd2+2+ +2e +2e-- Cd(s) Cd(s) EE00=-0.403V=-0.403V AgCl(s) + eAgCl(s) + e-- Ag(s) + Cl Ag(s) + Cl - - EE00=-0.222V=-0.222V EEcatcat = -0.403 – = -0.403 – 0.05920.0592 log log 1 1 = -0.471V= -0.471V
2 0.005002 0.00500EEan an = 0.222 – 0.0592 log (0.200) = 0.263V= 0.222 – 0.0592 log (0.200) = 0.263VEEcellcell = -0.471 – 0.263 = -0.734V = -0.471 – 0.263 = -0.734V
ตองใหศกย ตองใหศกย 0.734V0.734V
![Page 9: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/9.jpg)
9
ข Eap = Ecat – Ean – IR
= -0.734 -2 x 10-3 A x 15 Ω
= -0.764 V
ตองใหศกย ตองใหศกย 0.764V0.764V
![Page 10: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/10.jpg)
10
ผลโพลาไรเซชนผลโพลาไรเซชน
• จากสมการ จากสมการ Eap = Ecat – Ean – IR
• กระแสและศกยนาจะเปนเสนตรง กระแสและศกยนาจะเปนเสนตรงSlope = -RSlope = -R
• หากกระแสนอยหากกระแสนอย• แตเมอศกยทใหมากเกนเกดการเบยงแตเมอศกยทใหมากเกนเกดการเบยงเบนเบน
![Page 11: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/11.jpg)
11
รปท รปท 20-220-2 จรง หากกระแสนอยแตเมอ จรง หากกระแสนอยแตเมอศกยทใหมากเกนศกยทใหมากเกน
เกดการเบยงเบน เซลลทแสดงพฤตกรรมไม เกดการเบยงเบน เซลลทแสดงพฤตกรรมไม เปนเสนตรงทกระแสคาสงเรยกวา เปนเสนตรงทกระแสคาสงเรยกวา ถกโพลาถกโพลา
ไรซไรซ
![Page 12: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/12.jpg)
12
![Page 13: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/13.jpg)
13
ระด บของโพลาไรซ (ศกย ท ใชมากขน) เร ยกว า overvoltage หรอ overpotential
∴ Elec.Cell Eap = Ecat- Ean –IR - ¶∴ Gal.Cell Eout = Ecat- Ean –IR - ¶
ระด บของ polarization แตกตางก นออกไป อาจมากหรอน อย หากมากจนกระแสไมข นก บ
ศกย complete polarization
โพลาไรเซชนแบงเปนสองแบบ- Concentration polarization- Kinetic polarization
![Page 14: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Concentration polarization- การถายโอนอเล กตรอนเก ดท ผวซ งม
ความหนาในระดบไมถ งนาโนเมตร- จะใหม กระแสคงท ต องมการปอนสารต งต นมามากพอ- ถาไมมากพอจะเก ด Concentration polarization
กลไกการถายเทมวลDiffusion เก ดจากการทสารเคล อนทจากสวนเข มข นกว าไปสวนทเจ อจางกว า
อตราการแพรแปรผน ผลตางความเข มข น
![Page 15: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/15.jpg)
15
rate of diffusion = k' ([Cd2+]-[Cd2+]0)Ecat = E0
Cd2+ - 0.0592 log 1
2 [Cd2+]0
Eap ลบมากขน [Cd2+]0 rate current
![Page 16: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/16.jpg)
16
![Page 17: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Migration เปนกระบวนการทไอออนเคล อนทภายใต สนามไฟฟา
เก ดการถายโอนมวลในสารละลายบลค ศกย เพ ม อตราไมเกรตเพม
กระแสจากการไมเกรตเพม
![Page 18: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/18.jpg)
18
การคน Convectionเป นการถายโอนสารตงต นดวยว ธกล
- ลดความหนาของชนแพร ลด CP - Natural convection (T, D)
ผลของ CP - ศกย ลบกว าเด ม (Elec) ศกยให มา นอย (Gal) - จะต ดหร อจะใหมมากขนก บเทคนค
![Page 19: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Kinetic p.Kinetic p.
ขนาดของกระแสถกจ ำาก ดโดยอตราการ ถายเทอเล กตรอน จงต องเอาชนะโดยให
ศกย เพ ม- มคามากในปฏก ร ยาท เก ดแก ส- มคาน อยในการเก ด deposit หรอ solution ของโลหะ- Kp เม อ T j - และยงข นก บข ว--มคามากส ำาหร บโลหะนมโดยเฉพาะปรอท- ใหผลศ กยมากขน (Elec.)- overvoltage H2, O2 ∼ 1 V สำาคญเพราะแกสเหล าน เก ดง าย โลหะม กเก ด high overvoltage H2 ไม รบกวน
= Activation overpotential
![Page 20: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/20.jpg)
20
![Page 21: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/21.jpg)
21
การคดค าศ กยท ใช ในการแยก ทำาได โดยพจารณาศกย มาตรฐาน
ตวอย าง การแยกในเช งปร มาณของ Cu2+ และ Pb2+ โดยใชไฟฟาท ำาได หร อไม หาก
ทำาได ต องใชชวงศ กยเท าใด กำาหนด : ตอนแรกมไอออนแตละต ว 0.1000
M การขจดสมบรณในเชงปร มาณคอ ม สาร
เหล อ 1 ใน 10,000
Cu2+ + 2e- Cu(s) E0 = 0.337VPb2+ + 2e- Pb(s) E0 = -0.126V
Cu2+ deposit กอน หาศกย ท ลด [Cu2+] จาก 0.1000 ใหเหล อ 1.00
x 10-5 M
![Page 22: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/22.jpg)
22
E = -0.126 – 0.0592 log 1 = 0.189V 2 1.00x10-5
หากศกย ท Pb2+ เร มเกาะE = -0.126 – 0.0592 log 1 = -0.156V
2 0.100 ตองร กษาศกย คาโทดไว ท 0.189V และ -0.156V VS SHE
Ecell = Ecat –ESCE = -0.189 – 0.244 = -0.055VEcell = -0.156 – 0.244 = -0.400V ตองร กษาศกย คาโทดไว ท -0.055V และ -0.400V VS SCE
![Page 23: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/23.jpg)
23
ความแตกตางของศ กย ในการหาปร มาณไอออนตวหนงโดยไมม การรบกวน
0.04 V สำาหร บประจ สาม0.24 V สำาหร บประจ หน ง
การแยกทำาได โดยควบคมศ กย คาโทด
Electrogravimetry ใชก นมานานในการหาปร มาณโดยการใหโลหะเกาะบนคาโทดพลาตน มและด มวลทเพ มข นมสองว ธ
ควบคมศ กยเซลล ควบคมศ กยข วท ำางาน
![Page 24: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/24.jpg)
24
แบบควบคมศ กยของเซลล ง าย ไม แพง ไมต องเอาใจใส มาก- สมบต สารทเกาะ
เกาะแขงแรง แนน เร ยบ
(จะไดล างท ำาให แห งและชงได โดยไม หล ด)
โลหะเน อละเอ ยด วาว หากพรนเปนผงหร อแผนไม บร สทธ และไมเกาะ
- ปจจ ยตอสมบต
* j
* T
* complexing agent
![Page 25: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/25.jpg)
25
- การประย กต
* จ ำาก ดเฉพาะการแยกแคทไอออนทร ด วซ ได งายออกจากตวท ร ด วซได ยาก
* เม อปฏ ก ร ยาด ำาเน นไป IR (Cp ) ร ปท 20-6
∴Cathode potential
ทำาใหเก ดไฮโดรเจน , เก ดการรบกวน
![Page 26: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/26.jpg)
26
* H2 ลดไดโดยเตม Cathode depolarizer
NO3- + 10H+ + 8e- NH4
+ + 3H2O
* แมจะถ กจ ำาก ดจากการไม มการเล อกว ดแต ก ใชได หลายกรณ
ตาราง 20-1
![Page 27: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/27.jpg)
27
ตาราง ตาราง 20-1 20-1 ตวอย างการประย กต ต วอย างการประย กต ว ธ อ เล กโตรกราว เมตร แบบไมว ธ อ เล กโตรกราว เมตร แบบไม
ควบคมศ กย ควบคมศ กย สารทว เคราะห สารทว เคราะห ช งในร ปช งในร ป คาโทดคาโทด อาอาโนดโนด สภาวะสภาวะ
AgAg++ AgAg PtPt PtPt สารละลาย สารละลาย CNCN-- ในเบสในเบส
Br-Br- AgBrAgBrบนอาโนดบนอาโนด PtPt AgAg
CdCd2+2+ CdCd Cu Cu บนบนPt PtPt Pt สารละลาย สารละลาย CNCN-- ในเบสในเบส
CuCu2+2+ CuCu PtPt PtPtสลลสลล..HH22SOSO44/HNO/HNO33
MnMn2+2+ MnOMnO2 2 บนอาโนด บนอาโนด PtPt Pt dish Pt dish สลลสลล..HCOOH/HCOONaHCOOH/HCOONa
![Page 28: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/28.jpg)
28
แบบควบคมศ กยข วท ำางาน (มกเปนคาโทด) เคร องมอ ตองป องก นไม ให ศ กย เปล ยน
ไปเน องจาก CP แลวเก ดการบกวน ( ร ป 20-7) ประกอบดวย 2 วงจรทใชข วท ำางานร วมก น
- วงจรอ เลคโตรไลซส dc source, potential divider (ABC), ขวชวย , ตวว ดกระแส- วงจรควบคม ข วอ างอ ง , โวลต มเตอร
ความตานทานสง
![Page 29: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/29.jpg)
29
* ความตานทานของวงจรควบคมมคามากจนวงจรอ เลคโตรไลซสเท าน นท มกระแสผาน* เม อศ กย ระหว าง WE, RE เพ มข น ลดได
โดยเล อน C* ร ป 20-8 แสดงความสมพนธของศ กย , กระแสและเวลา
ศกยและกระแสลดลงตามเวลา ปร บไดโดยอปกรณ อตโนมต ค อ potentiostat
![Page 30: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/30.jpg)
30
ขว ขวท ำางานมกเปนทรงตาขายและ
มกใชพลาต น ม – Bi Zn Ga
*Pt มข อได เปร ยบตรง ท unreactive
และขจดสารปนเป อนได ด
* โลหะบางชนดbismuth zinc gallium ทำาใหข ว
เสยหายจงต องม protective copper
![Page 31: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/31.jpg)
31
คาโทดปรอท
คาโทดปรอท มประโยชนเป นพเศษใน การขจดธาต ท ถ กร ด วซ ได ง าย เชน แยก
Cu Ni Co Ag Cd จาก Al Ti alkali, Sulfate Phosphate ธาต ท เก ดจะละลาย
ในปรอท มแก สเก ดนอย ม กใชในการกำาจ ดตวรบกวน
![Page 32: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/32.jpg)
32
การประย กต การประย กต ว ธควบคมศ กยคาโทดใชแยกว ธควบคมศ กยคาโทดใชแยกและหาปร มาณสปชสโลหะทมศ กยมาตรฐานและหาปร มาณสปชสโลหะทมศ กยมาตรฐาน
ตางก นในระด บเศษสวนของโวลต เชน ตางก นในระด บเศษสวนของโวลต เชน Cu Bi Cu Bi Pb Zn Sn Pb Zn Sn บนพลาตนมบนพลาตนม
- - ทาร เทรตเก ดสารเชงซ อนกบ ทาร เทรตเก ดสารเชงซ อนกบ Sn Sn ปองก นปองก นไม ให เกาะไม ให เกาะ
- Cu- Cu -0.20 V vs SCE-0.20 V vs SCE
- Bi- Bi -0.4 V-0.4 V
- Pb- Pb -0.6 V-0.6 V
- - เต มอ มโมเนย เต มอ มโมเนย Cd Zn -1.2, -1.5 V Cd Zn -1.2, -1.5 V ตามตามลำาด บล ำาด บ
- - ทำาสารละลายใหเปนกรด ทำาสารละลายใหเปนกรด Sn -0.65 V (Sn -0.65 V ( ใช ใชfresh cathode fresh cathode มฉะน น มฉะน น Zn Zn จะละลายจะละลาย ))
![Page 33: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/33.jpg)
33
ตาราง การประย กต บางประการ ตาราง การประย กต บางประการ ของ ของ Controlled Cathode-Potential Controlled Cathode-Potential
ElectrolysisElectrolysisธาต ท หาธาต ท หา ธาต อ นท ม อย ได ธาต อ นท ม อย ได AgAg Cu Cu และโลหะหนกและโลหะหนกCuCu Bi, Sb, Pb, Sn, Ni, Cd, ZnBi, Sb, Pb, Sn, Ni, Cd, Zn
BiBi Cu, Pb, Zn, Sb, Cd, SnCu, Pb, Zn, Sb, Cd, Sn
![Page 34: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/34.jpg)
34
คลอมเมตร
-ว ดปร มาณไฟฟาในการเปล ยนสารทว เคราะหอยางสมบรณในเชงปร มาณ
- ไมต องคาล เบรท ( เหมอนELG)
-เร ว , ผลตภ ณฑไม ต องเปนของแขง
- ความถกต องด และทำาอ ตโนมต ได
![Page 35: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/35.jpg)
35
ปรมาณประจ ไฟฟา- หนวยส ำาหร บปร มาณประจ คอ คลอมบ (C)
และฟาราเดย (F)
- คลอมบคอ ปร มาณประจ ไฟฟาท ถ ายเทโดยกระแสทหน งแอมแปร ในหนงว นาท
Q = It∫t
idt0
Q =
-ฟาราเดยคอปร มาณประจ ท สอดคลองก บหนงโมลอเล กตรอน
F = 96,485 C
![Page 36: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/36.jpg)
36
ตวอยาง ตวอยาง กระแสคงท กระแสคงท 0.800 A 0.800 A ใชในการ ใชในการ deposit deposit ทองแดงทคาโทดและทองแดงทคาโทดและ ออกซเจนทอาโนดออกซเจนทอาโนด
ของเซลล ค ำานวณมวลในหนวยกร มของแตละ ของเซลล ค ำานวณมวลในหนวยกร มของแตละผลตภณฑผล ตภณฑ ทได หล งเวลา ทได หล งเวลา 15.2 15.2 นาท อนมานวา นาท อนมานวาไมมปฏก ร ยาร ดอกซอ นไมมปฏก ร ยาร ดอกซอ น
CuCu2+2+ + 2e + 2e-- Cu(s) Cu(s)2H2H22O 4eO 4e-- + O + O22(g) + 4H(g) + 4H++
Q = 0.800x15.2x60 = 729.6 CQ = 0.800x15.2x60 = 729.6 C จำานวน จำานวน F = 729.6F = 729.6//96,485 = 7.56x1096,485 = 7.56x10-3 -3 โมลโมลee--
มวล มวล Cu = Cu = 7.56x107.56x10-3-3 x 63.55 = x 63.55 = 0.240 g0.240 g 22
มวล มวล OO2 2 = = 7.56x107.56x10-3-3 x 32.00 = x 32.00 = 0.0605 g0.0605 g
44
![Page 37: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/37.jpg)
37
![Page 38: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/38.jpg)
38
แบบของคลอมเมตร แบบของคลอมเมตร - Potentiometric coulometryPotentiometric coulometry- Amperostatic coulometry (coulometric titrimetry)Amperostatic coulometry (coulometric titrimetry)
Coulometric TitrationCoulometric TitrationPCPC - - ควบคมศกยข วท ำางานควบคมศกยข วท ำางาน
- - บนทกกระแสตามเวลาแลวอ นทเกรตใหได บนทกกระแสตามเวลาแลวอ นทเกรตใหได # # CC
CTCT - - ร เอเจนตค ออ เล กตรอนรเอเจนตค ออ เล กตรอน - Std. Soln - Std. Soln คอ กระแสคงทใหจนถ งจ ดยต คอ กระแสคงทใหจนถ งจ ดยต - - คำานวณปรมาณสารทว เคราะหจากปร มาณคำานวณปรมาณสารทว เคราะหจากปร มาณไฟฟาไฟฟา
![Page 39: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/39.jpg)
39
ประส ทธ ภาพของกระแสประส ทธ ภาพของกระแส ตองเปน ตองเปน 100% 100% สำาหร บ สำาหร บ coulometry coulometry นนคอไฟนนคอไฟ
ฟาหนงฟาราเดย ต องฟาหนงฟาราเดย ต องท ำาให เก ดการเปล ยนแปลงของสารทท ำาให เก ดการเปล ยนแปลงของสารทว เคราะห หน งสมมลว เคราะหหน งสมมล
* * สารทว เคราะห อาจจะไม เก ดปฏก ร ยาท สารท ว เคราะห อาจจะไม เก ดปฏก ร ยาท ข วโดยตรงขวโดยตรง
* * ตวอย างโดยออมเชนการว เคราะห ตวอย างโดยออมเชนการว เคราะห ClCl-- โดยผลต โดยผลต AgAg++
![Page 40: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/40.jpg)
40
คลอมบเมตร แบบควบคมศ กย ค ลอมบเมตร แบบควบคมศ กย เคร องม อประกอบดวยเคร องม อประกอบดวย
* * เซลล ร ป เซลล ร ป 20-10 20-10 แสดง แสดง 22 แบบแบบ
แบบตาขายพลาตนม + SCE + Pt wire AE แยกAE ออกไปดวยสะพานเกลอ
แบบบอปรอท ใชก บโลหะทละลายในปรอท
* โพเทนชโอสแตทและคลอมบมเตอร ม กใช โพเทนชโอสแตทอตโนมต และตวบนท กพร อมก บตวอ นท เกรตกระแส
![Page 41: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/41.jpg)
41
ตวอย างต วอย าง Fe(III) Fe(III) ในสารตวอย าง ในสารตวอย าง 0.8202 g 0.8202 g หาโดยหาโดยการร ดกช นแบบคลอมเมตร การร ดกช นแบบคลอมเมตร ไปเป น ไปเป น Fe(II) Fe(II) ทท
คาโทดพลาตนม ค ำานวณ คาโทดพลาตนม ค ำานวณ % Fe% Fe22(SO(SO44))33 (FW=399.88) (FW=399.88)
เม อ เม อ HH22//OO22 คลอมมเตอร ให แกส คลอมมเตอร ให แกส HH22+O+O22 19.37 ml19.37 ml ท ท23 23 00CC และ และ 765 765 ทอรร ทอรร ((แกไขความดนไอของนำาแล วแก ไขความดนไอของนำาแล ว ))
PP11VV11 = = PP22VV22 ; V=19.37x765x273=17.982 ml ; V=19.37x765x273=17.982 ml ท ท STPSTP
TT11 TT22
mol = 17.982mol = 17.982//22,400 = 8.028x1022,400 = 8.028x10-4-4
4H4H++ + 4e + 4e-- 2H 2H22(g)(g)
2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--
ดงน น แกส ดงน น แกส 33 โมลจะเกดข นโดยผานอเล กตรอน โมลจะเกดข นโดยผานอเล กตรอน 44 โมลโมล
นนค อ นนค อ 0.750 0.750 โมล แกส โมล แกส//ฟาราเดย ฟาราเดย
![Page 42: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/42.jpg)
42
F = 8.028x10F = 8.028x10-4-4//0.750 = 1.0704x100.750 = 1.0704x10 -3-3
1 1 โมล โมล FeFe22(SO(SO44))33 ใชอเล กตรอน ใชอเล กตรอน 2 2 โมลโมล
มวล มวล FeFe22(SO(SO44))33 = = 1.0704x101.0704x10-3-3x399.88 = 0.21401x399.88 = 0.21401
22
% Fe% Fe22(SO(SO44))33 = = 0.214010.21401 x 100 = 26.09% x 100 = 26.09%
0.82020.8202
![Page 43: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/43.jpg)
43
การประย กต การประย กต
-- ใชหาธาต ได ใชหาธาต ได 5555 ธาต ในสารอนนทร ย มกใชคาธาต ในสารอนนทร ย มกใชคาโทดปรอทโทดปรอท
--ใชหาย เรเน ยมและพลโตเนยมใชหาย เรเน ยมและพลโตเนยม
-- ใชหาสารอ นทร ย เชน ใชหาสารอ นทร ย เชน trichloroacetic acid, trichloroacetic acid, picric acidpicric acid
CTCT ตอง ตอง 100% current efficiency 100% current efficiency ในแงของสารทในแงของสารท ว เคราะหอาจต องใช ว เคราะหอาจต องใช auxiliary reagentauxiliary reagent
![Page 44: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/44.jpg)
44
![Page 45: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/45.jpg)
45
ตวอยางต วอยาง เช น เช น CT CT ของ ของ Fe(II)Fe(II)FeFe2+2+ Fe Fe3+3+ + e + e--
เม อความเข มข นลดลงตองเพ มศ กย และอาจเม อความเข มข นลดลงตองเพ มศ กย และอาจเก ดเก ด
2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--
จ งตองเต ม จ งตองเต ม CeCe3+3+ เก นพอซงเก ดท ศ กยต ำาเก นพอซงเก ดท ศ กยต ำา CeCe3+3+ Ce Ce4+4+ + e + e--
CeCe4+4+ + Fe + Fe2+2+ Ce Ce3+3+ + Fe + Fe3+3+
![Page 46: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/46.jpg)
46
ว ธระบจ ดย ต ว ธระบจ ดย ต
• IndicatorIndicator• PotentiometryPotentiometry• AmperometryAmperometry
![Page 47: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Instrumentation Fig.20-12Instrumentation Fig.20-12
ประกอบดวย ประกอบดวย constant current source, constant current source, ภาชนะภาชนะไทเทรตไทเทรต, , สวตชสวตช,,
นาฬกา และอปกรณวดกระแส นาฬกา และอปกรณวดกระแส
![Page 48: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/48.jpg)
48
• ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง 11 นาฬกาจะนาฬกาจะ ทำางาน และม การปล อยกระแสไปพรอม ทำางาน และม การปล อยกระแสไปพรอม
กนก น• ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง 2 2 หยดแต กระแสหยดแต กระแส
จะถกด งผาน จะถกด งผาน RRDD ทมความต านทานใกลท มความต านทานใกลเคยงก บเซลลชวยในการร กษากระแสเคยงก บเซลลชวยในการร กษากระแสคงทคงท
• แหลงกระแสคงทเร ยกว า แหลงกระแสคงทเร ยกว า amperostat amperostat ใหให กระแสสงถ ง กระแสสงถ ง 200 mA 200 mA หรอมากกว า หรอมากกว า 0.01% 0.01% หรอมากกว า มจ ำาหนาย หรอมากกว า มจ ำาหนาย
• ทไมแพงใชแบตเตอร ตอก บเซลล ท ต อท ไมแพงใชแบตเตอร ตอก บเซลล ท ต อ ขนานกบ ขนานกบ R R สงส ง
• นาฬกาทข บเคล อนด วย นาฬกาทข บเคล อนด วย motor motor ม ม error error จ งจ ง ตองใช ตองใช digital electronic timerdigital electronic timer
![Page 49: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/49.jpg)
49
• Generator electrodeGenerator electrode• Counter electrode (isolated)Counter electrode (isolated)• External generated (Fig. 20-14)External generated (Fig. 20-14)
![Page 50: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/50.jpg)
50
External generatedExternal generated
![Page 51: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/51.jpg)
51
เปร ยบเท ยบการไทเทรต เปร ยบเท ยบการไทเทรต 2 2 แบบแบบ
แบบวดปร มาณไฟฟาแบบว ดปร มาณไฟฟาConstant current sourceConstant current sourceElectric timer & SwitchElectric timer & Switch
แบบวดปร มาตรแบบวดปร มาตรStd. solnStd. soln
BuretBuret & Stopcock& Stopcock
![Page 52: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/52.jpg)
52
ขอได เปร ยบขอได เปร ยบ
• ขจดปญหาการทำามาตรฐานและเก บโดยขจดปญหาการทำามาตรฐานและเก บโดย เฉพาะ เฉพาะ labile reagentslabile reagents
• ใชก บ ใชก บ analyte analyte ปรมาณนอยปร มาณนอย• Constant current Constant current อนเด ยวใชได ก บท กอ นเด ยวใชได ก บท กปฏก ร ยาปฏก ร ยา
• More readily automatedMore readily automated
![Page 53: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/53.jpg)
53
ApplicationsApplicationsNeutralizationNeutralization 2H 2H22O + 2eO + 2e-- 2OH 2OH-- + H + H22(g)(g)
Anode separated or Ag(s) + BrAnode separated or Ag(s) + Br-- AgBr(s) + e AgBr(s) + e--
Less susceptible to carbonate errorLess susceptible to carbonate error การ การ generate Hgenerate H++ ใช ใช anodeanode
2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--
ปฏกร ยาอ นปฏกร ยาอ น• กรณการไทเทรตดวย กรณการไทเทรตดวย EDTA EDTA อาศยการร ดกชนของ อาศยการร ดกชนของ
ammine mercury (II) EDTAammine mercury (II) EDTAHgNHHgNH33YY2-2- + NH + NH44
++ + 2e + 2e-- Hg(I) + 2NH Hg(I) + 2NH33 +HY +HY3-3-
mercury chelate mercury chelate จะเสถ ยรจ งไมมการแทนทจากจะเสถ ยรจ งไมมการแทนทจากโลหะอนท ต องการหาปร มาณสารเชงซ อนจะเกดโลหะอนท ต องการหาปร มาณสารเชงซ อนจะเกด
เม อมการให ล แกนดอ สระออกมาจากปฏก ร ยาท ข ว เม อมการให ล แกนดอ สระออกมาจากปฏก ร ยาท ข ว
![Page 54: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/54.jpg)
54
• การตกตะกอนดตาราง การตกตะกอนดตาราง 20-320-3
• ร ดอกซ ด ตาราง ร ดอกซ ด ตาราง 20-420-4* * มการทำา มการทำา automatic coulometric titrators automatic coulometric titrators สวนใหญสวนใหญ
หาจดยต ดวยว ธ หาจดยต ดวยว ธ potentiometry potentiometry ตวอยางเช น การ ตวอยางเช น การ หา หา ClCl--, SO, SO22, CO, CO22 และ และ waterwater
![Page 55: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/55.jpg)
55
![Page 56: Electrogravimetry and coulometry](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/55a776de1a28ab430a8b45f1/html5/thumbnails/56.jpg)
56