Amperometrisk titrering
Amperometrisk titrering avser en klass av titreringar där ekvivalenspunkten bestäms genom mätning av den elektriska ström som produceras av titreringsreaktionen. Det är en form av kvantitativ analys .
Bakgrund
En lösning innehållande analyten, A, i närvaro av någon ledande buffert. Om en elektrolytisk potential appliceras på lösningen genom en arbetselektrod, beror den uppmätta strömmen (delvis) på koncentrationen av analyten. Mätning av denna ström kan användas för att bestämma koncentrationen av analyten direkt; detta är en form av amperometri . Men svårigheten är att den uppmätta strömmen beror på flera andra variabler, och det är inte alltid möjligt att kontrollera alla på ett adekvat sätt. Detta begränsar precisionen för direkt amperometri.
Om potentialen som appliceras på arbetselektroden är tillräcklig för att reducera analyten, kommer koncentrationen av analyt nära arbetselektroden att minska. Mer av analyten kommer långsamt att diffundera in i volymen lösning nära arbetselektroden, vilket återställer koncentrationen. Om potentialen som appliceras på arbetselektroden är tillräckligt stor (en överpotential ), kommer koncentrationen av analyt bredvid arbetselektroden att bero helt på diffusionshastigheten. I ett sådant fall sägs strömmen vara diffusionsbegränsad . När analyten reduceras vid arbetselektroden kommer koncentrationen av analyten i hela lösningen att minska mycket långsamt; detta beror på storleken på arbetselektroden jämfört med lösningens volym.
Vad händer om någon annan art som reagerar med analyten (titranten) tillsätts? (Till exempel kan kromatjoner tillsättas för att oxidera blyjoner.) Efter att en liten mängd av titranten (kromat) tillsatts har koncentrationen av analyten (bly) minskat på grund av reaktionen med kromat. Strömmen från reduktionen av blyjon vid arbetselektroden kommer att minska. Tillägget upprepas och strömmen minskar igen. En kurva av strömmen mot volymen av tillsatt titrant kommer att vara en rak linje.
Efter att tillräckligt mycket titrant har tillsatts för att reagera fullständigt med analyten, kan överskottet av titrant i sig reduceras vid arbetselektroden. Eftersom detta är en annan art med olika diffusionsegenskaper (och olika halvreaktion ), kommer lutningen av ström kontra tillsatt titrant att ha en annan lutning efter ekvivalenspunkten. Denna förändring i lutning markerar ekvivalenspunkten, på samma sätt som till exempel den plötsliga förändringen i pH markerar ekvivalenspunkten i en syra-bastitrering .
Elektrodpotentialen kan också väljas så att titranten reduceras, men analyten inte. I detta fall kan närvaron av överskott av titrant lätt detekteras av ökningen av ström över bakgrundsströmmen (laddningsström).
Fördelar
Den främsta fördelen jämfört med direkt amperometri är att storleken på den uppmätta strömmen endast är av intresse som en indikator. Således försvinner faktorer som är av avgörande betydelse för kvantitativ amperometri, såsom ytarean på arbetselektroden, helt från amperometriska titreringar.
Den främsta fördelen gentemot andra typer av titrering är den selektivitet som erbjuds av elektrodpotentialen, såväl som av valet av titrering. Till exempel reduceras blyjon vid en potential på -0,60 V (i förhållande till den mättade kalomelelektroden ), medan zinkjoner inte är det; detta möjliggör bestämning av bly i närvaro av zink. Uppenbarligen beror denna fördel helt på de andra arterna som finns i provet. [ citat behövs ]
Se även
- John T. Stock (1972). "Amperometriska titreringar". Analytisk kemi . 44 (5): 1–9. doi : 10.1021/ac60313a036 .
- HA Laitinen och IM Kolthoff (1941). "Voltammetriska bestämningar och Amperometriska titreringar med en roterande mikroelektrod av platinatråd". Journal of Physical Chemistry . 45 (7): 1079–1093. doi : 10.1021/j150412a003 .