Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Hasonló dokumentumok
ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Általános Kémia, 2008 tavasz

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

Orvosi Fizika 13. Bari Ferenc egyetemi tanár SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

6 Ionszelektív elektródok. elektródokat kiterjedten alkalmazzák a klinikai gyakorlatban: az automata analizátorokban

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Kémiai alapismeretek hét

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Dr. Abrankó László. Gravimetria, titrimetria

Készítette: Geda Dávid

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Elektrokémia B01. Mi a ph? Láng Győző. Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest

Membránpotenciál, akciós potenciál

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Kémiai alapismeretek 11. hét

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

9. évfolyam II. félév 2. dolgozat B csoport. a. Arrheneus szerint bázisok azok a vegyületek, amelyek... b. Arrheneus szerint a sók...

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Számítások ph-val kombinálva

Elérhetőségek. Jegyzőkönyv követelmények

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Oldódás, mint egyensúly

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Oldódás, mint egyensúly

Kémiai energia - elektromos energia

Voltammetriás görbe: a munkaleketród potenciáljának (E) függvényében ábrázoljuk a körben folyó áram erősségét

Elektrokémia. Elektrokémia. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Jellemző redoxi reakciók:

1. Kolorimetriás mérések A sav-bázis indikátorok olyan "festékek", melyek színüket a ph függvényében

Többértékű savak és bázisok Többértékű savnak/lúgnak azokat az oldatokat nevezzük, amelyek több protont képesek leadni/felvenni.

Voltammetriás görbe: a munkaleketród potenciáljának (E) függvényében ábrázoljuk a körben folyó áram erősségét

Elektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Elektronátadás és elektronátvétel

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

Kémiai átalakulások. Kémiai átalakulások. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 201

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

Általános kémia gyakorlat vegyészmérnököknek. 2015/2016. őszi félév

Általános kémia gyakorlat biomérnököknek

Elektrokémia Kiegészítés a praktikumhoz Elektrokémiai cella, Kapocsfeszültség, Elektródpotenciál, Elektromotoros erı.

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Titrimetria - Térfogatos kémiai analízis -

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

EA. Elektrokémia alap mérés: elektromotoros erő és kapocsfeszültség mérése a Daniell cellában, az EMF koncentráció függése

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 10. hét

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Ecetsav koncentrációjának meghatározása titrálással

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

Bevezetés az elektroanalitikába

A DIREKT POTENCIOMETRIA ALKALMAZÁSA

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

Kémiai alapismeretek 6. hét

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

Elektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok. Láng Győző

Eredeti Veszprémi T. (digitálisan Csonka G) jegyzet: X. fejezet

Elektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok. Láng Győző

Minőségi kémiai analízis

Vezetőképesség meghatározása

Általános kémia gyakorlat biomérnököknek

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

7. osztály 2 Hevesy verseny, országos döntő, 2004.

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

A standardpotenciál meghatározása a cink példáján. A galváncella működése elektrolizáló cellaként Elektródreakciók standard- és formálpotenciálja

Közlekedésmérnöki Kar Műszaki kémia labor. 3. Korrózió. FÉMEK KORRÓZIÓJA Dr.Bajnóczy Gábor

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

Sók oldékonysági szorzatának és oldáshőjének meghatározása vezetés méréssel

Jegyzőkönyv. Konduktometria. Ungvárainé Dr. Nagy Zsuzsanna

5. Laboratóriumi gyakorlat

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

Elektrokémia 01. (Biologia BSc)

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Egyenáram. Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK (1997)

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 8. évfolyam

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

O k t a t á si Hivatal

A kémiai egyensúlyi rendszerek

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Közös elektronpár létrehozása

KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

Általános Kémia. Sav-bázis egyensúlyok. Ecetsav és sósav elegye. Gyenge sav és erős sav keveréke. Példa8-1. Példa 8-1

Környezeti analitika laboratóriumi gyakorlat Számolási feladatok áttekintése

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

Indikátorok. brómtimolkék

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

Átírás:

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika Anyagvizsgálati módszerek Pannon Egyetem Mérnöki Kar Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 1/ 18

Potenciometria Potenciometria olyan analitikai eljárások tartoznak melyek során a koncentráció meghatározására szolgáló jel egyenáramú villamos potenciálkülönbség. A potenciálkülönbség mérése két elektródból képzett galvánelem kapocsfeszültségének, illetve elektromotoros erejének mérésén alapul. direkt potenciometria: közvetlen koncentráció meghatározás közvetett potenciometria: reakciók végpontjának jelzése Ha nem folyik áram a rendszeren: beállhat az elektrokémiai egyensúly, érvényesek az egyensúlyban lévő elektródokra vonatkozó összefüggések, a mérés alapja galvánelem elektromotoros ereje. Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 2/ 18

Elektród fajták Referencia/indikátor Referencia elektród potenciálját a mérési körülmények között állandónak tekintjük Indikátor elektród potenciálja változik a mérendő komponens koncentrációjának, vagy koncentrációváltozásának függvényében Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 3/ 18

Potencimetriás mérések kivitelezése Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 4/ 18

Elektród fajták Elsőfajú Elsőfajú elektród a fém saját ionjait tartalmazó elektrolit-oldatba merül Nernst egyenlet M M z+ + z e E = E 0 + R T z F ln c M z+ ahol E az elektródpotenciál, E 0 standard potenciál, R egyetemes gázállandó, T abszolut hőmérséklet, F Faraday állandó és c M z+ a fémion koncentrációja. Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 5/ 18

Elektród fajták Másodfajú Másodfajú elektród egy fém merül a saját, vízben rosszul oldódó sóját és ennek a sónak az anionját egy jól oldódó sóként tartalmazó oldatba. Pl. higany merül kalomelt (Hg 2 Cl 2 ) és KCl-t tartalmazó vizes oldatba, vagy ezüst merül ezüst-kloridot és KCl-t tartalmazó oldatba. Elektród potenciált a fémion oldhatósága szabja meg. Ez az anionkoncentráció függvénye. Kalomel elektród esetén pl.: E = E 0 + R T F ln c Hg 2+ = E 0 + R T 2 F ln K R T F ln c Cl ahol K a kalomel oldhatósági szorzata. Gyakran alkalmazott referencia elektródok. Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 6/ 18

Elektród fajták Ionszelektív Ionszelektív elektród Ioncsere elvén működnek és a potenciál meghatározó ionra (többé-kevésbé) szelektívek. Egy membrán két oldalán lévő ionok csak korlátozott mértékben képesek áthatolni. Ha az egyik ion számára a membrán átjárható, a másik számára pedig nem, akkor egyik koncentrációja sem egyenlítődik ki teljes mértékben a fellépő potenciál miatt. A kialakuló egyensúly a membrán egyensúly, az ezt jellemző potenciál pedig a Donnan-potenciál. üveg elektródok (H +, Li +, K + ), csapadékalapú elektródok (Ag +, CN, F, Cl, Br, I ), komplexometriás elektródok (Ca 2+ ), gázelektródok (CO 2, NH 3, HCN). Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 7/ 18

Direkt potenciometria ph mérés ph A ph (pondus hidrogenii, latinul potentia hydrogeni, hidrogénion-kitevő) dimenzió nélküli kémiai mennyiség, mely egy adott oldat kémhatását (savasságát vagy lúgosságát) jellemzi. Híg vizes oldatokban a ph egyenlő az oxóniumion-koncentráció negatív tízes alapú logaritmusával. vagy egyszerűbben: ph = log 10 [H 3 O + ] = lg[h 3 O + ] ph = log 10 [H + ] = lg [H + ] Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 8/ 18

Vizes oldatok ph-ja 0 < ph < 14 tiszta vízben és semleges kémhatású oldatokban: ph = 7 savas közegben megnő az oxónium ionok moláris koncentrációja: ph < 7 lúgos közegben lecsökken az oxónium ionok moláris koncentrációja: ph > 7 oldat ph oldat ph Akkumulátorsav 1 Kávé 5 Gyomorsav 1 1,5 Tej 6,5 Coca-Cola 2 3 Víz 6,0 8,5 Narancslé, almalé 3,5 Vér 7,4 Bor 4 Hipó 12,5 Sör 4,5 5 Vörösiszap >13 Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 9/ 18

ph mérés Közvetlen potenciometria Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 10/ 18

Kalibráció ph mérés előtt!! Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 11/ 18

Elektródok Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 12/ 18

Coulometria Coulometriás módszerek Olyan elektrokémiai eljárások tartoznak, amelyek a mérendő komponens meghatározását Faraday II. törvényére vezetik vissza. A meghatározandó komponens mennyiségét az elektródreakcióban felvett, vagy leadott elektromos töltés mérésére vezeti vissza. Faraday II. törvénye Adott elektromos töltésmennyiséggel (Q) elektrolizált anyag mennyisége arányos az anyag kémiai egyenértéksúlyával (M/z). m = Q F M z 1 mol egyszeres töltésű ion semlegesítéséhez 96 500 C töltésre van szükség. Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 13/ 18

Ellenőrzött potenciálon végzett coulometria Olyan E potenciált választunk, amelyen a mérés alapját képező elektródfolyamat nagy hatásfokú (ideális esetben 100%). Az áramerősség az átalakuló komponens koncentráció csökkenése miatt a maradékáramig csökken. i(t) = z F A D c(t) δ Q = te 0 ( exp D A ) V δ t i(t)dt Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 14/ 18

Ellenőrzött potenciálon végzett coulometria Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 15/ 18

Állandó áramerősség mellett végzett coulometria Állandó áramerősség alkalmazása esetén a meghatározás során felhasznált töltés mennyiségének meghatározáshoz elég mérni az időt. Amperosztát segítségével végezzük. A meghatározás folyamán a potenciál folyamatosan változik. Megtörténhet, hogy megindul valamilyen zavaró elektródreakció áramhatásfok < 100%. i(t) = K Q = K t Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 16/ 18

Coulometriás készülék Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 17/ 18

SO 2 gáz folyamatos meghatározása a levegőből elnyelt SO 2 az anódon fejlődő Br 2 -vel reagál 2Br = Br 2 + 2e Br 2 + SO 2 3 + H 2 O = SO 2 4 + 2Br + 2H + SO 2 hiányába a Br 2 termelés és a meghatározás leáll A felhasznált Q = I t arányos az SO 2 -vel. Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 18/ 18