Электрохимические методы контроля и защиты окружающей среды. Кравченко Т.А - 12 стр.

                                         12
ния газообразных загрязнений (SO2, O2, H2S, NO2) в атмосфере успешно
работают в полевых условиях. Если точность прибора достигает 10-9 А, то
можно определять нанограммовые количества вещества. Селективность
кулонометрического анализа при постоянном токе (гальваностатическая
кулонометрия) ниже, но определение происходит проще.
     Для кулонометрического контроля выбросов газов в атмосферу в ос-
новном используют проточные системы. Газ с постоянной скоростью вво-
дят в электролизер, в котором создают условия для полного 100%-го элек-
тропревращения определяемого вещества. Ток электролиза определяется
скоростью поступления пробы и законом Фарадея:
                             I = zFN = kzFvc ,                      (5)
где N – число моль определяемого вещества, поступающего в единицу
времени, v – скорость поступления пробы, с – концентрация определяемо-
го вещества.
     Обязателен расчет выхода по току, представляющего собой отноше-
ние количества вещества, превратившегося на электроде в процессе элек-
тролиза (m), к рассчитанному теоретически:
                                    mzF
                               η=        ⋅ 100% .                   (6)
                                   I⋅t M
Здесь М – молярная масса вещества.

                       Типовые задачи с решениями
    Задача 1. Содержание меди в алюминиевых сплавах определяют ку-
лонометрическим титрованием, которое проводят электрогенерируемым
оловом (II) из олова (IV):
                         Sn 4+ + 2e− → Sn 2+
                       Sn 2+ + 2Cu 2+ → Sn 4+ + 2Cu +
 Какова относительная ошибка этого метода, если при анализе 1,2 г сплава,
содержащего 1,5% меди, сила тока составляла 88 мА, а эквивалентная точ-
ка была достигнута через 5 мин?
     Решение.
1.Найдем массу меди, исходя из количества пропущенного электричества

     Q = It = 0,088(А) ⋅ 5(мин) ⋅ 60(с) = 26, 4 (Кл)
                    26,4(Кл) ⋅ 63,54 (г ⋅ моль −1 )
     m Cu = k ЭQ =                                  = 0,0174 (г)
                        96500 (Кл ⋅ моль −1 )
2. Найдем массу меди, содержащейся в сплаве
            1,5% ⋅ 1,2(г)
     m Cu =               = 0,018 (г)
               100%
                                           0,018 − 0,0174
3. Относительная ошибка метода ε =                          ⋅ 100%
                                                0,018
будет равна 3,3 %.