termah
مدیر بازنشسته
الکتروگراویمتری از یک طرف ، یکی از روشھای شیمی فیزیکی تجزیه و از طرف دیگر یک روش وزن سنجی میباشد.
الکتروگراویمتری را منحصرا برای تعیین مقدار فلزات بکار میبرند.
مفاھیم پایه
فلز مورد سنجش در الکتروگراویمتری بھ روش الکترولیتیکی بر روی الکترودی کھ وزنش مشخص است، رسوب داده میشود. فلزات معمولا در محلول بھ صورت کاتیون ھستند و در عمل الکترولیز بھ طرف کاتد رفتھ ، در آنجا بار خود را از دست داده و تبدیل بھ فلز آزاد میشوند. از روی اختلاف کاتد مقدار فلز تعیین میشود. بطور استثنا منگنز و سرب در جریان عمل ، اکسیده شده و به سرعت و در مجاورت ھوا نباید ترکیب آن عوض شود، تا تعیین وزن رسوب ممکن گردد.
ویژگی الکترودھای مورد استفاده در الکتروگراویمتری
1. الکترودھا نباید در اثر جریان و یا مواد تشکیل دھنده محلول ، حل شود.
2. رسوب آزاد شده باید به خوبی بر سطح الکترود بچسبد.
بھترین الکترود با این خصوصیات الکترود پلاتین است ولی به دلیل قیمت بالا سعی شده است از الکترودھای دیگر بجای آن استفاده شود. برای الکترود کاتد گاھی از مس ھم استفاده میکنند. اما به دلیل اکسیده شدن مس در مجاورت ھوا ، دقت آزمایش پایین میآید. اما آند حتما باید پلاتین باشد زیرا آندھای فلزی دیگر در جریان الکترولیز حل میشوند. الکترودی کھ برای آند استفاده میشود، باید دارای وزن کم و سطح زیاد باشد و از اختلاط الکترولیت جلوگیری نکند. الکترودھای پلاتینی توری برای این کار مناسبتر ھستند.
جداسازی الکترولیتی فلزات
وقتی محلول بیش از یک کاتیون دارد امکان تداخل دو کاتیون در جداسازی وجود دارد. در اینصورت
رسوب ھمگن نبوده و تعیین مقدار با خطا ھمراه خواھد بود. برای رفع این مشکل لازم است، شرایط
طوری تنظیم شود کھ ھر فلز جدا از دیگری بر کاتد بنشیند. اگر پتانسیل تجزیھ فلزات با یکدیگر تفاوت
زیادی داشته باشد ( 0.2 تا 0.4 یا بیشتر). در اینصورت امکان رسوبگذاری با فاصلھ معین در کاتد
وجود دارد. برای جداسازی کاملتر میتوان یونھای فلزی را بھ صورت کمپلکس در آورد.
اثر PHبر جداسازی الکتروگراویمتری
محلولھای آبی مورد الکترولیز دارای یون ھستند و این یون در جریان عمل میتواند یونھای خود را از
دست بدھد و در نتیجھ بر روی رسوب تاثیر کرده و باعث کاھش راندمان الکترولیز شود. بنابراین باید
بدانیم که ھیدروژن در چھ مرحلھای از رسوب کردن فلز آزاد میشود. برای این منظور دانستن پتانسیل
تجزیه رسوب لازم است. با توجھ بھ منحنیھای پلاریزاسیون رسوب دادن فلز در محیط میتوان محیط
مناسب را برای رسوب دادن فلز انتخاب کرد. مثلا روی را در محیط اسیدی ضعیف یا در محیط استات
بافر رسوب میدھند.
استفاده از کاتد جیوه ای
جیوه با تشکیل ملغمه با فلزات دیگر ، پتانسیل احیا آنھا را پایین می آورد. بھ ھمین دلیل کاربرد کاتد
جیوهای در جداسازیھای عملی اھمیت زیادی یافته است. به عنوان مثال برای تعیین مقدار تیتان در فولاد
از این روش استفاده میشود. بعد از حل کردن نمونھ در اسید ، محلول را با کاتد جیوهای در محیطی با
اسیدیتھ کم الکترولیز میکنند. در این عمل بر روی کاتد آزاد شده و تولید ملغمھ میکنند، در صورتیکه
در محلول میمانند، کھ با استفاده از معرف آلی کاپفرون تیتان را رسوب میدھند.
[h=1]فلزاتی که میتوان با الکتروگراویمتری مقدار آن را تعیین کرد.[/h]این فلزات به پنج دسته تقسیم میشوند. فلزات یک دسته را با توجه به اختلاف پتانسیل تجزیه میتوان بسادگی جدا کرد اما برای جدا کردن فلزات یک دسته از دسته دیگر باید آنها را به صورت کمپلکس در آورد.
مزایا و معایب روش الکتروگراویمتری
استفاده از دستگاھھای خاص و روشھای ویژه باعث سرعت بالای این روش شده است، به ھمین سبب
کاربرد عملی بالایی پیدا کرده است. مخصوصا در جستجوی فلزات غیر آھن و ھمچنین یافتن مقدار
فلزات موجود در یک آلیاژ بطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
اشکال عمده این روش قیمت زیاد الکترودھای پلاتین میباشد. ھمچنین توزین ، شستشو و تعیین مقدار
فلزاتی کھ نمیتوانند رسوب متراکمی روی الکترودھا تشکیل دھند، با اشکال مواجھ میشود. ممکن است
کاتیونھا باھم بار خود را از دست بدھند، یا بھ عوض یون مورد سنجش ، یون دیگری بار خود را تخلیھ
کند.
الکتروگراویمتری را منحصرا برای تعیین مقدار فلزات بکار میبرند.
مفاھیم پایه
فلز مورد سنجش در الکتروگراویمتری بھ روش الکترولیتیکی بر روی الکترودی کھ وزنش مشخص است، رسوب داده میشود. فلزات معمولا در محلول بھ صورت کاتیون ھستند و در عمل الکترولیز بھ طرف کاتد رفتھ ، در آنجا بار خود را از دست داده و تبدیل بھ فلز آزاد میشوند. از روی اختلاف کاتد مقدار فلز تعیین میشود. بطور استثنا منگنز و سرب در جریان عمل ، اکسیده شده و به سرعت و در مجاورت ھوا نباید ترکیب آن عوض شود، تا تعیین وزن رسوب ممکن گردد.
ویژگی الکترودھای مورد استفاده در الکتروگراویمتری
1. الکترودھا نباید در اثر جریان و یا مواد تشکیل دھنده محلول ، حل شود.
2. رسوب آزاد شده باید به خوبی بر سطح الکترود بچسبد.
بھترین الکترود با این خصوصیات الکترود پلاتین است ولی به دلیل قیمت بالا سعی شده است از الکترودھای دیگر بجای آن استفاده شود. برای الکترود کاتد گاھی از مس ھم استفاده میکنند. اما به دلیل اکسیده شدن مس در مجاورت ھوا ، دقت آزمایش پایین میآید. اما آند حتما باید پلاتین باشد زیرا آندھای فلزی دیگر در جریان الکترولیز حل میشوند. الکترودی کھ برای آند استفاده میشود، باید دارای وزن کم و سطح زیاد باشد و از اختلاط الکترولیت جلوگیری نکند. الکترودھای پلاتینی توری برای این کار مناسبتر ھستند.
جداسازی الکترولیتی فلزات
وقتی محلول بیش از یک کاتیون دارد امکان تداخل دو کاتیون در جداسازی وجود دارد. در اینصورت
رسوب ھمگن نبوده و تعیین مقدار با خطا ھمراه خواھد بود. برای رفع این مشکل لازم است، شرایط
طوری تنظیم شود کھ ھر فلز جدا از دیگری بر کاتد بنشیند. اگر پتانسیل تجزیھ فلزات با یکدیگر تفاوت
زیادی داشته باشد ( 0.2 تا 0.4 یا بیشتر). در اینصورت امکان رسوبگذاری با فاصلھ معین در کاتد
وجود دارد. برای جداسازی کاملتر میتوان یونھای فلزی را بھ صورت کمپلکس در آورد.
اثر PHبر جداسازی الکتروگراویمتری
محلولھای آبی مورد الکترولیز دارای یون ھستند و این یون در جریان عمل میتواند یونھای خود را از
دست بدھد و در نتیجھ بر روی رسوب تاثیر کرده و باعث کاھش راندمان الکترولیز شود. بنابراین باید
بدانیم که ھیدروژن در چھ مرحلھای از رسوب کردن فلز آزاد میشود. برای این منظور دانستن پتانسیل
تجزیه رسوب لازم است. با توجھ بھ منحنیھای پلاریزاسیون رسوب دادن فلز در محیط میتوان محیط
مناسب را برای رسوب دادن فلز انتخاب کرد. مثلا روی را در محیط اسیدی ضعیف یا در محیط استات
بافر رسوب میدھند.
استفاده از کاتد جیوه ای
جیوه با تشکیل ملغمه با فلزات دیگر ، پتانسیل احیا آنھا را پایین می آورد. بھ ھمین دلیل کاربرد کاتد
جیوهای در جداسازیھای عملی اھمیت زیادی یافته است. به عنوان مثال برای تعیین مقدار تیتان در فولاد
از این روش استفاده میشود. بعد از حل کردن نمونھ در اسید ، محلول را با کاتد جیوهای در محیطی با
اسیدیتھ کم الکترولیز میکنند. در این عمل بر روی کاتد آزاد شده و تولید ملغمھ میکنند، در صورتیکه
در محلول میمانند، کھ با استفاده از معرف آلی کاپفرون تیتان را رسوب میدھند.
[h=1]فلزاتی که میتوان با الکتروگراویمتری مقدار آن را تعیین کرد.[/h]این فلزات به پنج دسته تقسیم میشوند. فلزات یک دسته را با توجه به اختلاف پتانسیل تجزیه میتوان بسادگی جدا کرد اما برای جدا کردن فلزات یک دسته از دسته دیگر باید آنها را به صورت کمپلکس در آورد.
- [FONT="]Mg , Ag[/FONT]
- Sb , Bi , Cu
- Sn , Pb
- Cd
- Co , Ni , Zn
مزایا و معایب روش الکتروگراویمتری
استفاده از دستگاھھای خاص و روشھای ویژه باعث سرعت بالای این روش شده است، به ھمین سبب
کاربرد عملی بالایی پیدا کرده است. مخصوصا در جستجوی فلزات غیر آھن و ھمچنین یافتن مقدار
فلزات موجود در یک آلیاژ بطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
اشکال عمده این روش قیمت زیاد الکترودھای پلاتین میباشد. ھمچنین توزین ، شستشو و تعیین مقدار
فلزاتی کھ نمیتوانند رسوب متراکمی روی الکترودھا تشکیل دھند، با اشکال مواجھ میشود. ممکن است
کاتیونھا باھم بار خود را از دست بدھند، یا بھ عوض یون مورد سنجش ، یون دیگری بار خود را تخلیھ
کند.
آخرین ویرایش: