ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)
description
Transcript of ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)
ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)
“Olyan analitikai eljárások gyűjtőneve, amelyek során elektromos áramot alkalmaznak” (Römpp)
Az analitikai információ megszerzéséhez vizsgáljuk
vagy az oldatok fázishatárain létrejövő elektromos potenciálokat
vagy az oldatban létrejövő elektrokémiai változásokat
vagy elektromos tér hatására bekövetkező ionvándorlást
Elektroanalitika ágai
• potenciometria• voltammetria (amperometria)• coulombmetria, elektrogravimetria• konduktometria, oszcillometria• dielektrometria
POTENCIOMETRIAaz elektrolit oldatba merülő elektród felületén
kialakuló potenciál mérésén alapuló elektroanalitikai módszer
Legfontosabb kapcsolódó alapfogalmak
• elektrolit oldat• elektród • elektroncsere vagy ioncsere egyensúly• elektrokémiai félcella• elektródpotenciál• egyensúlyi potenciál• Nernst egyenlet• Nernst-Peters egyenlet
Az elektródpotenciál mérése
• önmagában nem, csak valamihez képest mérhető• ez a valami a referenciaelektród (ld. még másodfajú
elektródok)• normál (standard) H-elektród - az elektrokémiai
számegyenes “nullpontja” (ideális, reverzíbilis elektród)• teljes elektrokémiai cella (két félcella: mérő- és
referenciacella)– átvitelmentes (egy, közös elektrolit)– átviteles (két, egymástól elválasztott elektrolit)
• diffúziós potenciál; oka mindig valami aszimmetria, vagyis– kation és anion eltérő diffúziósebessége– két kation mozgékonysága közötti eltérés– a két oldalon az elektrolitkoncentráció eltér– minimalizálása: sóhíddal, KCl alkalmazásával
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok
• Elsőfajú elektródok (Ag, Hg, Zn, Cd, Sn, Bi és Tl)• Másodfajú elektródok (Ag/AgCl és Hg/Hg2Cl2)• Redoxielektródok (Pt, Au vagy C (grafit))• Amalgámelektródok
1. Elektroncsereegyensúlyon alapuló elektródok
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.
• pH-érzékeny üvegelektród
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok) - ISE(ioncsereegyensúlyon alapuló elektródok)
(kalibrálás, szelektivitás, alkáli hiba)
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.
• pH-érzékeny üvegelektród
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok) - ISE
• Nem üvegalapú membránelektródok (pl. F-- ISE)• Fém-szulfid alapú ISE-k (a szulfidképző Mn+-re érzékeny)• AgX alapú membránok (X--re érzékeny)• Folyadékmembrán elektródok (pl. Ca2+ ISE)• Ionofor alapú membránok (ionoforok: valinomicin, koronaéterek, kriptandok)
Néhány Na+, K+ és Ca2+ ionofor szerkezeti képlete
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.
•pH-érzékeny üvegelektród•Nem üvegalapú membránelektródok (pl. F-- ISE)• Fém-szulfid alapú ISE-k (a szulfidképző M-re érzékeny)• AgX alapú membránok (X-re érzékeny)• Folyadékmembrán elektródok (pl. Ca2+ ISE)• Ionofor alapú membránok (valinomoicin, koronaéterek, kriptandok)
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok) - ISE
• Enzimelektródok• Gázelektródok }összetett (v. molekula-)
elektródok
A potenciometriás analízis gyakorlata
„Hozzávalók” (ti. a méréshez)
• mérendő komponens (illetve annak oldata)• indikátorelektród (mérő (fél)cella)• referenciaelektród (viszonyítási elektród, referencia (fél)cella)• voltmérő• zárt áramkör (sóhíd)
Meghatározás tipusai:direkt (közvetlen) potenciometriaindirekt potenciometria (potenciometriás
titrálás)
• grafikus értékelési módok – “egyenesek” módszere– “körillesztés” módszere
• numerikus értékelési módok– numerikus differenciálás (első illetve második
derivált)(fékezett elektród)
• analitikus értékelési módok– Gran-módszer (!!!)– Burger-Pethő módszer
Potenciometriás titrálások végpontjának meghatározása
A potenciometria néhány alkalmazása
• titrálások végpontjelzése• pH-mérés üvegelektróddal• protonálódási és komplexképzési egyensúlyok
egyensúlyi állandóinak meghatározása• automatikus folyamatirányítás (visszacsatolás)• biológiai ill. gyógyszerészeti minták elemzése• in situ aktivitásmérések (pl. Li+ szintmérés,
mániás-depressziós betegeknél)• s.í.t.