ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

Átírás

1 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

2 Elektroanalitika ágai potenciometria voltammetria (amperometria) coulombmetria, elektrogravimetria konduktometria, oszcillometria dielektrometria

3 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 Nernstegyenlet Nernst-Peters egyenlet

4 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

5 Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok 1. Elektroncsereegyensúlyon alapuló elektródok Elsőfajú elektródok (Ag, Hg, Zn, Cd, Sn, Bi és Tl) Másodfajú elektródok (Ag/AgCl és Hg/Hg 2 Cl 2 ) Redoxielektródok (Pt, Au vagy C (grafit)) Amalgámelektródok

6 Az elektródok csoportosítása, elektródtipusok II. 2. Ionszelektív elektródok (membránelektródok) - ISE (ioncsereegyensúlyon alapuló elektródok) ph-érzékeny üvegelektród (kalibrálás, szelektivitás, alkáli hiba)

7 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 n+ -re érzékeny) AgX alapú membránok (X - -re érzékeny) Folyadékmembrán elektródok (pl. Ca 2+ ISE) Ionofor alapú membránok (ionoforok: valinomicin, koronaéterek, kriptandok)

8 Néhány Na + és K + ionofor szerkezeti képlete

9 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. Ca 2+ ISE) Ionofor alapú membránok (valinomoicin, koronaéterek, kriptandok) Enzimelektródok Gázelektródok }összetett (v. molekula-) elektródok

10 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)

11 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

12 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.