Transcript Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.

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
POTENCIOMETRIA
az 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
1. Elektroncsereegyensúlyon alapuló
elektródok
• Elsőfajú elektródok (Ag, Hg, Zn, Cd, Sn, Bi és Tl)
• Másodfajú elektródok (Ag/AgCl és Hg/Hg2Cl2)
• Redoxielektródok (Pt, Au vagy C (grafit))
• Amalgámelektródok
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok) - ISE
(ioncsereegyensúlyon alapuló elektródok)
• pH-érzékeny üvegelektród
(kalibrálás, szelektivitás,
alkáli hiba)
Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II.
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok)
- ISE
• pH-érzékeny üvegelektród
• 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.
2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok)
- ISE
•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)
• Enzimelektródok
összetett (v. molekula-)
• Gázelektródok
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) potenciometria
indirekt potenciometria (potenciometriás titrálás)
Potenciometriás titrálások végpontjának meghatározása
• 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
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.