Kulometri ve Elektrogravimetri
Kulometri ve elektrogravimetri, bir analitin tamamen elektroliz edilmesi ve tüketilen yükün veya biriken kütlenin ölçülmesi yoluyla analiti tayin eden yöntemlerdir.
Tanım
Kulometri ve elektrogravimetri, bir analiti bir elektrotta tamamen dönüştürerek ve sırasıyla geçen toplam elektrik yükünü veya biriken madde kütlesini ölçerek miktarını belirleyen elektroanalitik yöntemlerdir.
Kapsam
Bu konu, elektroanalizin toplu elektroliz yöntemlerini kapsamaktadır: kontrollü potansiyel ve kontrollü akım kulometrisi, bir titrantın elektriksel olarak üretildiği kulometrik titrasyonlar ve bir analitin bir elektrot üzerine kantitatif olarak biriktirilip tartıldığı elektrogravimetri. Konu, tam ve akım verimli elektroliz gerekliliğini ve bu yöntemlerin birincil, kalibrasyonsuz teknikler olarak cazibesini ele almaktadır.
Temel sorular
- Faraday yasaları, yükü analit miktarının doğrudan bir ölçüsü haline nasıl getirmektedir?
- Kulometri ve elektrogravimetri neden birincil, kalibrasyonsuz yöntemler olarak hizmet edebilmektedir?
- Tam ve akım verimli elektroliz için ne gerekmektedir?
- Kulometrik titrasyon, bir titrantı yüksek hassasiyetle yerinde (in situ) nasıl üretmektedir?
Temel kuramlar
- Faraday'ın elektroliz yasaları
- Bir elektrotta reaksiyona giren madde miktarı, geçen yük ile orantılıdır; orantı sabiti Faraday sabiti ve reaksiyondaki elektron sayısı ile belirlenmektedir; bu durum, ölçülen bir yükü veya biriken kütleyi analit miktarının mutlak bir ölçüsü haline getirmekte ve harici bir kalibrasyon gerektirmemektedir.
Mekanizmalar
Analit, bir çalışma elektrodunda tamamen elektroliz edilmektedir. Kulometride, gerekli toplam yük —kontrollü potansiyelde doğrudan veya kontrollü akımda akım çarpı zaman olarak ölçülerek— akım verimliliğinin esasen yüzde yüz olması koşuluyla Faraday yasaları aracılığıyla analit miktarını vermektedir. Kulometrik titrasyonda, sabit bir akım analitle reaksiyona giren bir titrant üretmekte ve bir bitiş noktasına ulaşma süresi yükü belirlemektedir. Elektrogravimetride, analit tartılmış bir elektrot üzerinde katı olarak birikmekte ve kütle artışı analitin miktarını belirlemektedir.
Klinik önem
Kulometrik yöntemler, Karl Fischer su analizi ve klorür ölçümü gibi hassas tayinlerin temelini oluşturmakta ve standartları sertifikalandırmak için referans ve birincil yöntemler olarak hizmet vermektedir; elektrogravimetri ise bakır gibi metallerin doğru tayini için kullanılmaktadır.
Tarihçe
Kantitatif temel, Faraday'ın 19. yüzyıl elektroliz yasalarıdır. Elektrogravimetri, metal tayini için en eski enstrümantal yöntemler arasındaydı. 20. yüzyılın ortalarında, özellikle Lingane tarafından geliştirilen ve sistemleştirilen kontrollü potansiyel ve sabit akım kulometrisi, kulometrik titrasyon ve analizi hassas, birincil teknikler olarak kurmuştur.
Öne çıkan isimler
- Michael Faraday
- Karl Fischer
- James J. Lingane
İlgili konular
Temel eserler
- harris2020
- skoog2017
- bard2001
Sıkça sorulan sorular
- Kulometri ve elektrogravimetri neden birincil yöntemler olarak adlandırılmaktadır?
- Bunlar, analit miktarını temel sabitler aracılığıyla doğrudan ölçülen yüke veya kütleye bağlayan Faraday yasalarına dayanmaktadır; bu nedenle analit standartlarına karşı kalibrasyona ihtiyaç duymazlar ve diğer ölçümleri kendileri sertifikalandırabilmektedirler.
- Kulometride akım verimliliği ne anlama gelmektedir?
- Geçen yükün, amaçlanan analit reaksiyonuna giden kısmıdır; doğru bir sonuç için esasen tüm akımın o reaksiyonu yönlendirmesi gerekmekte, yan reaksiyonların yük tüketmemesi gerekmektedir.