Гальванический элемент: правила составления, формула; расчет ЭДС.

       Гальванический элемент (ГЭ) – это устройство, в котором энергия химической реакции превращается в электрическую энергию.

       Состоит из двух электродов (катода и анода), соединенных во внешней цепи металлическим проводником, во внутренней цепи – солевым мостиком.

· Анод заряжен отрицательно, на нем происходит окисление, т.е. отдача электронов.

· Катод заряжен положительно, на нем происходит восстановление, т.е. принятие электронов.

 

· ГЭ для потенциометрии состоит из индикаторов электрода и электрода сравнения.

· Потенциал электрода сравнения = const.

· Потенциал индикаторного электрода зависит от концентрации определяемых ионов.

ЭДС_ГЭ = ΔЕ = Е_кат– Е_анод= f (C _иона)

Правила записи ГЭ:

1. ГЭ начинается с анода (-), заканчивается катодом (+)

2. Потенциал у анода меньше, у катода – больше.

3. На аноде происходит окисление (отдача электронов), на катоде – восстановление (принятие).

4. Граница раздела «электрод-электролит» - одна вертикальная черта.

5. Граница раздела 2-х электролитов – 2 черты.

6. ГЭ работает, если ЭДС = ∆Е = Е _кат. – Е _анод.> 0

ГЭ для определения рН, для потенциометрического титрования кислот и оснований.

ГЭ для потенциометрического титрования окислителей и восстановителей.

Спектрофотометрия: принцип метода, принципиальная схема однолучевого спектрофотометра, виды монохроматоров. Оптимальная и минимальная оптическая плотность.

· Спектрофотометрия – оптический метод анализа (ОМА), основанный на поглощении монохромного света УФ и видимой области спектра раствором вещества.

· Поглощаемая энергия тратится на переход валентных электронов с одного уровня на другой.

· В органических молекулах с сопряженными связями электроны легче возбуждаются.

Условия спектрофотометрических определений:

1)Исследуемые системы – только свежие истинные растворы. Появление твердых частиц или капель взвешенной жидкости недопустимо.

2) Раствор помещают в кювету из отшлифованного оптического стекла со строго параллельными стенками. Свет направляют строго перпендикулярно грани кюветы.

3) Грани кюветы, через которые проходит свет тщательно чистят. Свет поглощается только раствором.

Монохроматоры:

- Обычный солнечный свет – полихромный.

- Свет определенной длины волны – монохромный.

- Для выделения монохромного света используют монохроматоры 3-х видов:

1) светофильтры – окрашенное оптическое стекло (∆λ = 10-20 нм)

2) 3-х гранная призма из оптического или кварцевого стекла (∆λ = 1-2 нм)

3) дифракционная решетка (∆λ = 1-2 нм)

 

 

Светопропускание, светопоглощение, оптическая плотность. Связь между ними.

Основные законы светопоглощения: закон Бугера и Ламберта, закон Бера, закон Бугера-Ламберта-Бера. Молярный коэффициент погашения. Удельный коэффициент погашения. Спектры поглощения водных растворов. Информация из спектра. Выбор длины волны для фотометрии.

Закон Бугера и Ламберта: Доля светового потока, поглощенного однородной средой, прямо пропорциональна толщине поглощающего слоя.

Закон Бера: Доля светового потока, поглощенного однородной средой, прямо пропорциональна концентрации растворенного вещества.

Закон Бугера-Ламберта-Бера: Доля светового потока, поглощенного однородной средой, прямо пропорциональна толщине поглощающего слоя и концентрации растворенного вещества.

Физический смысл молярного коэффициента погашения ( )

· –это оптическая плотность 1М раствора в кювете толщиной 1см.

· –зависит от природы вещества, температуры и длины волны.

· Чем больше , тем более чувствительное определение можно сделать.

 

 

Спектральный анализ однокомпонентных систем: метод градуировочного графика, метод одного стандарта, метод добавок (графический и арифметический методы), расчет по величине молярного коэффициента погашения.

· В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду или холостую пробу.

· Измеряется оптическая плотность А.

· Спектрофотометрическое определение вещества можно провести 4-мя способами.

· Достоинства метода: точность определения; анализ разбавленных растворов.