कौलोमेट्री और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री

कौलोमेट्री और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री किसी विश्लेष्य (analyte) का निर्धारण उसे पूर्णतः इलेक्ट्रोलाइज़ करके और उपभोग किए गए आवेश या जमा हुए द्रव्यमान को मापकर करते हैं।

Definition

कौलोमेट्री और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री इलेक्ट्रोएनालिटिकल विधियाँ हैं जो एक इलेक्ट्रोड पर किसी विश्लेष्य को पूरी तरह से परिवर्तित करके और क्रमशः, कुल प्रवाहित विद्युत आवेश या जमा हुई सामग्री के द्रव्यमान को मापकर उसकी मात्रा निर्धारित करती हैं।

Scope

यह विषय इलेक्ट्रोएनालिसिस की थोक-इलेक्ट्रोलाइसिस विधियों को शामिल करता है: नियंत्रित-विभव और नियंत्रित-धारा कौलोमेट्री, कौलोमेट्रिक अनुमापन जिसमें एक अनुमापक (titrant) विद्युत रूप से उत्पन्न होता है, और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री जिसमें एक विश्लेष्य को एक इलेक्ट्रोड पर मात्रात्मक रूप से जमा किया जाता है और तौला जाता है। यह पूर्ण और धारा-कुशल इलेक्ट्रोलाइसिस की आवश्यकता और प्राथमिक, अंशांकन-मुक्त तकनीकों के रूप में इन विधियों के आकर्षण पर विचार करता है।

Core questions

• फैराडे के नियम आवेश को विश्लेष्य की मात्रा का सीधा माप कैसे बनाते हैं?
• कौलोमेट्री और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री प्राथमिक, अंशांकन-मुक्त विधियों के रूप में क्यों कार्य कर सकते हैं?
• पूर्ण और धारा-कुशल इलेक्ट्रोलाइसिस के लिए क्या आवश्यक है?
• कौलोमेट्रिक अनुमापन उच्च परिशुद्धता के साथ इन-सीटू (in situ) अनुमापक कैसे उत्पन्न करता है?

Key theories

फैराडे के इलेक्ट्रोलाइसिस के नियम

एक इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ की मात्रा प्रवाहित आवेश के समानुपाती होती है, जिसमें आनुपातिकता फैराडे स्थिरांक और प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों की संख्या द्वारा निर्धारित होती है; यह एक मापे गए आवेश या जमा हुए द्रव्यमान को विश्लेष्य की मात्रा का एक पूर्ण माप बनाता है, जिसके लिए किसी बाहरी अंशांकन की आवश्यकता नहीं होती है।

Mechanisms

विश्लेष्य को एक कार्यशील इलेक्ट्रोड पर पूर्णता तक इलेक्ट्रोलाइज़ किया जाता है। कौलोमेट्री में, आवश्यक कुल आवेश—जो नियंत्रित विभव पर सीधे मापा जाता है या नियंत्रित धारा पर धारा को समय से गुणा करके मापा जाता है—फैराडे के नियमों के माध्यम से विश्लेष्य की मात्रा देता है, बशर्ते धारा दक्षता अनिवार्य रूप से सौ प्रतिशत हो। कौलोमेट्रिक अनुमापन में, एक स्थिर धारा एक अनुमापक उत्पन्न करती है जो विश्लेष्य के साथ प्रतिक्रिया करता है, और एक अंतिम बिंदु तक का समय आवेश निर्धारित करता है। इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री में, विश्लेष्य एक ठोस के रूप में एक तौले गए इलेक्ट्रोड पर जमा होता है जिसका द्रव्यमान वृद्धि इसकी मात्रा निर्धारित करती है।

Clinical relevance

कौलोमेट्रिक विधियाँ कार्ल फिशर जल विश्लेषण और क्लोराइड माप जैसे सटीक निर्धारणों को आधार प्रदान करती हैं, और मानकों को प्रमाणित करने के लिए संदर्भ और प्राथमिक विधियों के रूप में कार्य करती हैं, जबकि इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री का उपयोग तांबे जैसी धातुओं के सटीक निर्धारण के लिए किया जाता है।

History

मात्रात्मक आधार फैराडे के 19वीं सदी के इलेक्ट्रोलाइसिस के नियम हैं। इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री धातु निर्धारण के लिए सबसे शुरुआती वाद्य विधियों में से एक थी। नियंत्रित-विभव और स्थिर-धारा कौलोमेट्री, जिसे 20वीं सदी के मध्य में विशेष रूप से लिंगाने द्वारा विकसित और व्यवस्थित किया गया था, ने कौलोमेट्रिक अनुमापन और विश्लेषण को सटीक, प्राथमिक तकनीकों के रूप में स्थापित किया।

Key figures

• Michael Faraday
• Karl Fischer
• James J. Lingane

Seminal works

• harris2020
• skoog2017
• bard2001

Frequently asked questions

कौलोमेट्री और इलेक्ट्रो-ग्रेविमेट्री को प्राथमिक विधियाँ क्यों कहा जाता है?

वे फैराडे के नियमों पर निर्भर करते हैं, जो विश्लेष्य की मात्रा को मौलिक स्थिरांकों के माध्यम से सीधे मापे गए आवेश या द्रव्यमान से जोड़ते हैं, इसलिए उन्हें विश्लेष्य के मानकों के विरुद्ध किसी अंशांकन की आवश्यकता नहीं होती है और वे स्वयं अन्य मापों को प्रमाणित कर सकते हैं।

कौलोमेट्री में धारा दक्षता का क्या अर्थ है?

यह प्रवाहित आवेश का वह अंश है जो इच्छित विश्लेष्य प्रतिक्रिया में जाता है; एक सटीक परिणाम के लिए अनिवार्य रूप से सभी धारा को उस प्रतिक्रिया को संचालित करना चाहिए, जिसमें कोई पार्श्व प्रतिक्रिया आवेश का उपभोग न करे।