کولومتری و الکتروگراویمتری
کولومتری و الکتروگراویمتری یک آنالیت را با الکترولیز کامل آن و اندازهگیری بار مصرف شده یا جرم رسوبیافته تعیین میکنند.
Definition
کولومتری و الکتروگراویمتری روشهای الکتروآنالیتیکی هستند که یک آنالیت را با تبدیل کامل آن در یک الکترود و اندازهگیری، به ترتیب، کل بار الکتریکی عبور کرده یا جرم ماده رسوبیافته، کمیسازی میکنند.
Scope
این موضوع روشهای الکترولیز حجمی الکتروآنالیز را پوشش میدهد: کولومتری با پتانسیل کنترلشده و جریان کنترلشده، تیتراسیونهای کولومتری که در آنها یک تیترانت به صورت الکتریکی تولید میشود، و الکتروگراویمتری که در آن یک آنالیت به صورت کمی بر روی یک الکترود رسوب کرده و وزن میشود. این موضوع به الزامات الکترولیز کامل و با بازده جریان بالا و جذابیت این روشها به عنوان تکنیکهای اولیه و بدون نیاز به کالیبراسیون میپردازد.
Core questions
- چگونه قوانین فارادی بار را به یک معیار مستقیم از مقدار آنالیت تبدیل میکنند؟
- چرا کولومتری و الکتروگراویمتری میتوانند به عنوان روشهای اولیه و بدون نیاز به کالیبراسیون عمل کنند؟
- چه چیزی برای الکترولیز کامل و با بازده جریان بالا مورد نیاز است؟
- چگونه تیتراسیون کولومتری یک تیترانت را در محل با دقت بالا تولید میکند؟
Key theories
- قوانین الکترولیز فارادی
- مقدار ماده واکنشداده در یک الکترود متناسب با بار عبور کرده است، با تناسبی که توسط ثابت فارادی و تعداد الکترونها در واکنش تعیین میشود؛ این امر یک بار اندازهگیری شده یا جرم رسوبیافته را به یک معیار مطلق از مقدار آنالیت تبدیل میکند، بدون نیاز به کالیبراسیون خارجی.
Mechanisms
آنالیت به طور کامل در یک الکترود کاری الکترولیز میشود. در کولومتری، کل بار مورد نیاز—که مستقیماً در پتانسیل کنترلشده یا به عنوان جریان ضربدر زمان در جریان کنترلشده اندازهگیری میشود—مقدار آنالیت را از طریق قوانین فارادی به دست میدهد، مشروط بر اینکه بازده جریان اساساً صد درصد باشد. در تیتراسیون کولومتری، یک جریان ثابت یک تیترانت تولید میکند که با آنالیت واکنش میدهد، و زمان رسیدن به نقطه پایانی، بار را تعیین میکند. در الکتروگراویمتری، آنالیت به صورت جامد بر روی یک الکترود وزنشده رسوب میکند که افزایش جرم آن، آنالیت را کمیسازی میکند.
Clinical relevance
روشهای کولومتری اساس تعیینهای دقیق مانند آنالیز آب کارل فیشر و اندازهگیری کلرید را تشکیل میدهند و به عنوان روشهای مرجع و اولیه برای تأیید استانداردها عمل میکنند، در حالی که الکتروگراویمتری برای تعیین دقیق فلزاتی مانند مس استفاده میشود.
History
اساس کمی این روشها قوانین الکترولیز فارادی در قرن نوزدهم است. الکتروگراویمتری از اولین روشهای ابزاری برای تعیین فلزات بود. کولومتری با پتانسیل کنترلشده و جریان ثابت، که در اواسط قرن بیستم به ویژه توسط لینگان توسعه و سیستماتیک شد، تیتراسیون و آنالیز کولومتری را به عنوان تکنیکهای دقیق و اولیه تثبیت کرد.
Key figures
- Michael Faraday
- Karl Fischer
- James J. Lingane
Related topics
Seminal works
- harris2020
- skoog2017
- bard2001
Frequently asked questions
- چرا کولومتری و الکتروگراویمتری را روشهای اولیه مینامند؟
- آنها بر قوانین فارادی تکیه دارند، که مقدار آنالیت را مستقیماً به بار یا جرم اندازهگیری شده از طریق ثابتهای بنیادی مرتبط میکنند، بنابراین نیازی به کالیبراسیون در برابر استانداردهای آنالیت ندارند و خود میتوانند سایر اندازهگیریها را تأیید کنند.
- بازده جریان در کولومتری به چه معناست؟
- این کسری از بار عبور کرده است که به واکنش آنالیت مورد نظر میرود؛ برای یک نتیجه دقیق، اساساً تمام جریان باید آن واکنش را پیش ببرد، بدون اینکه واکنشهای جانبی بار را مصرف کنند.