Файл: Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 1
подготовку электрода вести следующим образом: очистить по верхность золотого электрода горячей концентрированной азот ной кислотой, промыть, прокалить и выдержать электрод в воде 1 ч (в нерабочем состоянии электрод хранят в воде). Периоди чески такую обработку следует повторять.
П а р у электродов (золотой и каломельный) вводят в |
титруе |
мый раствор, находящийся в капилляре с перетяжкой, |
изме |
ряют начальный потенциал. Затем навстречу электродам |
вводят |
бюретку с тптрантом, который добавляют порциями при пере мешивании вибрацией, после чего измеряют разность потен циалов.
Может |
быть использована т а к ж е ячейка |
с |
вплавленным в |
микрососуд |
золотым электродом, но в этих |
условиях затруд |
|
няется предварительная обработка золотого электрода. |
|||
Титрование по методу осаждения . Довольно |
широкий круг |
элементов и прежде всего целый ряд анионов хорошо опреде ляются титрованием по методу осаждения . Потенциометрическое индицирование момента образования осадка существенно упрощает эксперимент в условиях работы под микроскопом, по зволяя в то ж е время получать надежные, хорошо воспроизводи мые данные.
При использовании хлор-серебряного электрода в качестве индикаторного можно определить хлорид-ион титрованием рас твором нитрата серебра м > 1 6 6 . Хлор-серебряный микроэлектрод готовят, электролитически покрывая слоем хлорида серебра фиксированную в капилляре серебряную проволоку диаметром 0,1—0,2 мм. Электролиз ведут 15 мин при / = 5-е-7 мА/см 2 в со суде с пористой перегородкой, заполненном 0,1 н. соляной кис лотой, причем серебряный электрод является анодом; катодом служит одинарный платиновый электрод.
Объединив приготовленный хлор-серебряный электрод в пару со стандартным электродом сравнения H g | H g 2 S 0 4 | H 2 S 0 4 (см.
-ч. IV, гл. 2, § 2), получают электродную систему для титрования хлорид-иона. Сосудом для титрования служит капилляр с пе ретяжкой; перемешивают раствор с помощью вибратора . Весь ма четко титруются 0,01 и 0,001 н. растворы хлоридов в 0,02 н. серной кислоте 0,01 и 0,001 н. растворами нитрата серебра, при чем определяются десятые и сотые доли микрограмма хлора в объеме 2—3 мкл.
Аналогичное титрование можно выполнять и в сосуде с вплавленным платиновым электродом, если электрод покрыть сначала слоем серебра, а затем слоем хлорида серебра (элек тролитически). Типичные кривые ультрамикротитрований хло рид-иона, выполненных описанным выше способом, представлены на рис. 80.
При использовании платинового электрода успешно осуще ствляется потенциометрическая индикация точки эквивалент ности в системе гексацианоферрат — металл. Соответствующие
136
ультрамикроопределения проводили с парой |
платина — палла - |
||||||||||
диево-водородный |
электрод |
с р а в н е н и я 1 6 4 |
в |
ячейке |
емкостью |
||||||
2—3 мкл, показанной |
на рис. 71. Ион Z n 2 + |
определяют |
в |
среде |
|||||||
0,01 н. серной кислоты, 1 п 3 + — в нейтральной среде, |
титрованием |
||||||||||
раствором |
гексацианоферрата(II) |
калия. При этом |
второй |
нако |
|||||||
нечник палладиево-водородного |
электрода, |
непосредственно |
|||||||||
вводимый |
в раствор, |
заполняют |
0,01 |
н. серной кислотой |
или |
||||||
0,01 н. раствором |
хлорида |
калия . |
Во |
всех |
случаях |
определения |
Рис. 80. Кривые титроРис. 81. Кривые титрования Z n 2 + (а) и Jn 3 + (6")
вания хлорид-иона рас- |
раствором K4[Fe(CN-)6 ]. |
твором A g N 0 3 . |
|
сотых долей микрограмма |
( Z n 2 4 - — 0,05 и 1 п 3 + — 0,04 мкг) к а ж |
дого из двух элементов получают очень четкие кривые титрова ния, скачки потенциалов составляют 150—250 мВ (рис. 81).
Дифференциальное потенциометрическое титрование
Классический метод дифференциального Потеициометрического титрования удобен дл я ультрамикроанализа, поскольку он' не сложен методически и прост в аппаратурном оформлении. Используя систему из двух металлических электродов с малым омическим сопротивлением, получают четкие и легко оценивае мые кривые титрования. Объединение пары электродов в одном устройстве дает выигрыш в пространстве, что существенно при работе с малыми объемами . Кроме того, исключаются трудности, связанные с изготовлением, хранением и использованием кало мельного электрода.
В качестве основы индикаторного устройства для диффе ренциального потенциометрического определения точки эквива лентности 3 7 удобно использовать микропипетку с поршневым приспособлением (см. ч. I , гл. 2, § 3). Пипетка дает возможность
137
легко изолировать доли раствора в процессе измерения. Изго
товляют индикаторное устройство (рис. 82) |
следующим обра |
|||||
зом. Сделав в стенке пипетки 1 маленькое отверстие, |
вводят в |
|||||
него проволоку 2 диаметром |
0,1 мм, пропуская |
ее далее в кончик |
||||
|
пипетки. Отверстие в стенке затем |
|||||
|
герметически заливают расплавлен |
|||||
|
ным |
пицеином. Такую |
ж е |
проволоч |
||
|
ку 3 пропускают вдоль стенки пи |
|||||
|
петки снаружи; она является вто |
|||||
Рис. 82. Индикаторное устрой |
рым |
электродом. |
|
|
|
|
Титрование проводят в микроко |
||||||
ство для дифференциального |
||||||
потенщю.четрического титро |
нусе (или в капилляре с перетяж |
|||||
вания: |
кой), |
располагаемом |
на |
д е р ж а т е л е |
||
/ — м и к р о п и п е т к а; 2, 3— электроды . |
под |
микроскопом. |
Индикаторное |
|||
|
устройство крепят в |
манипуляторе. |
В другом манипуляторе находится бюретка. Заполняют исполь зуемый сосуд титруемым раствором, вводят в -него кончик индикаторного устройства, в который отбирают столько титруе
мого раствора, чтобы он при |
|
|
|||||||
шел в соприкосновение |
с внут |
ЛЕ.ма |
|
||||||
ренним |
электродом, |
затем ин |
|
|
|||||
дикаторное |
устройство |
выводят |
|
|
|||||
из раствора. Вводят в сосуд |
|
|
|||||||
бюретку |
с титрантом |
и при пе |
|
|
|||||
ремешивании |
вибрированием |
|
|
||||||
добавляют |
|
порцию |
титранта, |
|
|
||||
после чего вводят в раствор ин |
|
|
|||||||
дикаторное |
устройство до по |
|
|
||||||
гружения |
кончика |
наружного |
|
|
|||||
электрода |
и измеряют |
разность |
|
|
|||||
потенциалов. После этого рас |
|
|
|||||||
твор, находящийся в индика |
|
|
|||||||
торном |
устройстве, |
возвраща |
|
|
|||||
ют в общий |
объем, |
перемеши |
|
|
|||||
вают, |
промывают |
несколько |
|
|
|||||
раз кончик |
пипетки |
раствором |
|
|
|||||
и забирают |
в |
него |
некоторую |
Рис. 83. Кривые |
титрования С и 2 + |
||||
долю этого |
раствора. |
Выводят |
|||||||
раствором |
Na2 S2 03 . |
||||||||
индикаторное устройство из со |
|
|
|||||||
суда, добавляют новую |
порцию |
|
|
титранта и далее повторяют описанные выше манипуляции до конца титрования.
В капиллярной ячейке для дифференциальной потенциометрической индикации точки эквивалентности (с платиновыми
электродами при изолировании 30—40 нл |
раствора) выполнено |
|
иодометрическое ультрамикроопределение |
единиц и десятков на- |
|
нограмм меди |
в объеме 0,5—1 м к л 3 7 . Типичные кривые титрова |
|
ния приведены |
на рис. 83. |
|
138
Некомпеисационное потенциометрическое титрование
Систему из двух металлических электродов, удобную для титрования в малых объемах раствора, используют и при потенциометрическом титровании по некомпенсационной схеме. Скачок потенциала .при этом фиксируется измерительным при бором, соединенным с электродами через высокоомное сопро тивление, т. е. электрическая цепь проста. Методика выполнения такого эксперимента описана для определения сульфат-иона 1 6 7 .
Титрование проводили с феррн-ферроцианидным электродом, реагирующим на избыток титранта (соль свинца) . Точку эквива лентности определяли по изменению потенциала платиновой проволоки в индикаторном растворе ферри - ферроцианидов (в соотношении 100 : 1). Изменение происходит в результате сдвига соотношения компонентов индикаторной смеси вследствие обра зования осадка Pb2[Fe(CN)6 ]. Потенциал системы при этом рез ко изменяется.
В качестве пары ферри - ферроцианидному электроду был ис
пользован вспомогательный электрод |
из металлического сереб |
ра. Функционирование данной пары |
электродов основано на |
том, что потенциал платины при изменении соотношения кон центраций ферри- и ферроцианидов изменяется в четыре раза
быстрее |
потенциала серебряного электрода. Поэтому при титро |
||
вании в |
точке |
эквивалентности |
происходит скачок э . д . с. плати- |
но-серебряного |
гальванического |
элемента. |
Соответствующие микроэлектроды, изготовленные из пла тиновой и серебряной проволоки диаметром 0,1—0,2 мм по типу одинарных электродов (см. ч. I I I , гл. 2, § 1), удобно крепятся в правом и левом манипуляторах. Сосудом для титрования слу жит отрезок капилляра (располагаемый во влажной камере под микроскопом), в который электроды вводятся навстречу друг другу.
Титрование проводят следующим образом. В гидрофобизованный сосуд для титрования помещают 3—5 мкл водно-спир товой смеси (НгО : С2Н5ОН = 1 : 2 ) и вводят электроды. П л а т и новый электрод приводят в вибрирующее состояние, осуществляя таким образом перемешивание раствора. Вносят микробюреткой
отмеренную пробу |
(0,2 — 0,1 мкл 0,1 —0,001 М раствора K2SO.1), |
|||
после чего добавляют около 0,1 мкл |
ферри-ферроцианидного |
|||
раствора — смесь |
равных объемов |
0,1 М |
раствора |
K3 [Fe(CNe)] |
и 0,001 М раствора K4[Fe(CN)6 ]. Не |
п р е к р а щ а я перемешивания, |
|||
начинают титрование. Через 20—30 с после каждого |
добавления |
титранта [0,1—0,0025 М раствор P b ( N 0 3 ) 2 ] записывают показа |
|
ние гальванометра. Точка эквивалентности отвечает тому объему |
|
титранта, после добавления которого разность |
значений двух |
соседних показаний гальванометра наибольшая . |
|
В качестве |
примера ниже приведены результаты титрования |
сульфат-ионов |
раствором P b ( N 0 3 ) 2 : |
139