Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг. Якунина И.В. - 75 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В растительных материалах (после мокрого или сухого озоления) атомно-абсорбционным методом опре-
деляют содержание микроэлементов: цинка, меди, марганца, а также железа и магния.
В пищевых (и кормовых) продуктах металлы могут присутствовать как в виде полезных минеральных ве-
ществ, так и в виде нежелательных токсичных элементов. Атомно-абсорбционный анализ используется для оп-
ределения содержания свинца и меди в мясе и мясных продуктах, цинка, ртути и мышьяка в пищевых и кормо-
вых продуктах растительного происхождения. Следы металлов определяют во фруктовых соках и напитках.
Атомно-абсорбционная спектроскопия находит применение в анализе природных вод (речной и морской
воды), а также промышленных сточных вод на содержание следов металлов.
5.2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В основе электрохимических методов анализа и исследования лежат процессы, протекающие на электро-
дах или в межэлектродном пространстве. Известны две разновидности электрохимических методов: без проте-
кания электродной реакции (кондуктометрия) и основанные на электродных реакциях – в отсутствие тока (по-
тенциометрия) или под током (вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия).
Все электрохимические измерения проводятся с использованием электрохимической ячейки – раствора, в
который погружены электроды. Электродов может быть два или три: индикаторный, действующий как датчик,
реагирующий на состав раствора или другой фактор воздействия, либо рабочий электрод, если под действием
тока в электролитической ячейке происходит значительное изменение состава раствора, электрод сравнения и
иногда вспомогательный электрод. Электрод сравнения служит для создания измерительной цепи и поддержи-
вания постоянного значения потенциала индикаторного (рабочего) электрода. Вспомогательный электрод
включают вместе с рабочим электродом в цепь, через которую проходит электрический ток. На электродах
происходят различные физические и химические процессы, о степени протекания которых можно судить путём
измерения напряжения, силы тока, электрического сопротивления, электрического заряда или подвижности
заряженных частиц в электрическом поле.
Также различают прямые и косвенные электрохимические методы. В прямых методах используют функ-
циональную зависимость силы тока (потенциала и т.д.) от концентрации определяемого компонента. В косвен-
ных методах силу тока (потенциал и т.д.) измеряют с целью нахождения конечной точки титрования опреде-
ляемого компонента подходящим титрантом, т.е. используют функциональную зависимость измеряемого пара-
метра от объёма титранта.
5.2.1. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ
В основе потенциометрии лежит зависимость равновесного потенциала электрода от активности (концен-
трации) определяемого иона, описываемая уравнением Нернста:
a
nF
RT
EE ln
0
+=
,
где E
0
– стандартный электродный потенциал; R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная темпера-
тура; n – число электронов, участвующих в реакции; a – активность. В случае окислительно-восстановительной
реакции активность определяется отношением концентраций окислителей и восстановителей. В качестве инди-
каторных электродов при этом обычно используют инертные металлы (Pt, Au и др.).
Для измерения потенциала необходимо составить гальванический элемент из подходящего индикаторного
электрода и электрода сравнения, а также иметь прибор для измерения потенциала индикаторного электрода в
условиях, близких к термодинамическим, т.е. без отвода заметного тока от гальванического элемента, что неиз-
бежно при замыкании цепи.
В потенциометрии используют два класса индикаторных электродов:
1) элекронно-обменные, на межфазных границах которых протекают реакции с участием электронов (ме-
таллические электроды: первого, второго рода и окислительно-восстановительные);
2) ионселективные, на межфазных границах которых протекают реакции с участием ионов (мембранные
или ионообменные).
Различают активные и инертные металлические электроды. Активные металлические электроды изготав-
ливают из металлов (Ag, Cu, Zn, Cd, и др.), образующих восстановленную форму обратимой окислительно-
восстановительной полуреакции. Любой из таких электродов в растворе, содержащем собственные ионы, при-
обретает потенциал, обратимо изменяющийся при изменении активности этих ионов. Электроды, потенциал
которых обратимо зависит от активности собственных ионов в растворе, называют электродами I рода. Актив-
ные металлические электроды можно применять для определения не только собственных ионов, но и для опре-
деления анионов, образующих с этими ионами малорастворимые или комплексные соединения. Электроды,
потенциалы которых обратимо зависят от активности ионов, образующих малорастворимые соединения, назы-
ваются электродами II рода. Такие электроды служат электродами сравнения (хлоридсеребряный, каломель-
ный).
Инертные металлические электроды изготовляют из благородных металлов (Pt, Au). Они служат перенос-
чиками электронов от восстановленной формы к окисленной, и их потенциалы являются функцией соотноше-

Страницы