electrogravimetry and coulometry

56
1 Electrogravimetry and Electrogravimetry and Coulometry Coulometry

Upload: pipat-chooto

Post on 16-Jul-2015

399 views

Category:

Science


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Electrogravimetry and coulometry

1

Electrogravimetry and Electrogravimetry and CoulometryCoulometry

Page 2: Electrogravimetry and coulometry

2

Page 3: Electrogravimetry and coulometry

3

• เทคนคน ต างจาก เทคนคน ต างจากpotentiometrypotentiometry

• 1. 1. ตองใหกระแสตองใหกระแส• 2. 2. สารว เคราะหเปล ยนสารว เคราะหเปล ยนสภาวะออกซเดชนสภาวะออกซเดชน

• 3. 3. เซลล เปนแบบอเล กโทรล เซลล เปนแบบอเล กโทรล ต กต ก

• มการว ดมวลหรอปร มาณมการว ดมวลหรอปร มาณไฟฟาไฟฟา

Page 4: Electrogravimetry and coulometry

4

ขอด ข อด • SensitiveSensitive• Accurate and preciseAccurate and precise• No need for calibrationNo need for calibration

Page 5: Electrogravimetry and coulometry

5

ผลของกระแส ตอศ กย ของ ผลของกระแส ตอศ กย ของเซลลเซลล

• เม อม กระแส ศกย จะไม ใช ศ กย เม อม กระแส ศกย จะไม ใช ศ กย สมดลอ กต อไปสมดลอ กต อไป

• ปรากฏการณท เก ดค อ ปรากฏการณท เก ดค อ IR drop IR drop และ และ polarizationpolarization

• ทำาให ต องใหศ กย ก บท ำาให ต องใหศ กย ก บ เซลลอ เล กเซลลอ เล กโทรล ตกโทรล ตก มากกว าปกตมากกว าปกต

• ทำาให ศ กย จากทำาให ศ กย จาก เซลลก ลวานคเซลลก ลวานคได ได มา มา นอยกว าปกตน อยกว าปกต

Page 6: Electrogravimetry and coulometry

6

ตวอย างต วอย างAgAg//AgCl(s),ClAgCl(s),Cl -- (0.200 M),Cd(0.200 M),Cd2+2+ (0.00500 M) (0.00500 M)//CdCd

- - ไมม ไมม Liquid jungtionLiquid jungtion

- - ศกยเทอรโมฯ ศกยเทอรโมฯ -0.734 V -0.734 V จงตองใชศกยเปนจงตองใชศกยเปนลบกวานในการเกดปฏกรยาลบกวานในการเกดปฏกรยา

CdCd2+2+ + 2Ag(s) +2Cl + 2Ag(s) +2Cl-- Cd(s) + AgCl(s) Cd(s) + AgCl(s)

- - หากไมมศกยภายนอก ปฏกรยาจะเกดยอน หากไมมศกยภายนอก ปฏกรยาจะเกดยอน กลบ เซลลจะเปนแบบกลปวานค ศกย กลบ เซลลจะเปนแบบกลปวานค ศกย +0.734 V+0.734 V

Page 7: Electrogravimetry and coulometry

7

IR dropIR dropIR dropIR drop ผลจากความตานทานของเซลลผลจากความตานทานของเซลล

EEappliedapplied= E= Ecatcat – E – Eanan - IR - IR

Page 8: Electrogravimetry and coulometry

8

ตวอย างต วอย าง จากเซลลทกลาวถงซงมความตานทาน จากเซลลทกลาวถงซงมความตานทาน 15 15 ΩΩ

a.a. คำานวณศกยทปองกนไมใหกระแสไหลคำานวณศกยทปองกนไมใหกระแสไหลb.b. คำานวณศกยทใหกระแสไหล คำานวณศกยทใหกระแสไหล 2.00 mA2.00 mA

ก ก CdCd2+2+ +2e +2e-- Cd(s) Cd(s) EE00=-0.403V=-0.403V AgCl(s) + eAgCl(s) + e-- Ag(s) + Cl Ag(s) + Cl - - EE00=-0.222V=-0.222V EEcatcat = -0.403 – = -0.403 – 0.05920.0592 log log 1 1 = -0.471V= -0.471V

2 0.005002 0.00500EEan an = 0.222 – 0.0592 log (0.200) = 0.263V= 0.222 – 0.0592 log (0.200) = 0.263VEEcellcell = -0.471 – 0.263 = -0.734V = -0.471 – 0.263 = -0.734V

ตองใหศกย ตองใหศกย 0.734V0.734V

Page 9: Electrogravimetry and coulometry

9

ข Eap = Ecat – Ean – IR

= -0.734 -2 x 10-3 A x 15 Ω

= -0.764 V

ตองใหศกย ตองใหศกย 0.764V0.764V

Page 10: Electrogravimetry and coulometry

10

ผลโพลาไรเซชนผลโพลาไรเซชน

• จากสมการ จากสมการ Eap = Ecat – Ean – IR

• กระแสและศกยนาจะเปนเสนตรง กระแสและศกยนาจะเปนเสนตรงSlope = -RSlope = -R

• หากกระแสนอยหากกระแสนอย• แตเมอศกยทใหมากเกนเกดการเบยงแตเมอศกยทใหมากเกนเกดการเบยงเบนเบน

Page 11: Electrogravimetry and coulometry

11

รปท รปท 20-220-2 จรง หากกระแสนอยแตเมอ จรง หากกระแสนอยแตเมอศกยทใหมากเกนศกยทใหมากเกน

เกดการเบยงเบน เซลลทแสดงพฤตกรรมไม เกดการเบยงเบน เซลลทแสดงพฤตกรรมไม เปนเสนตรงทกระแสคาสงเรยกวา เปนเสนตรงทกระแสคาสงเรยกวา ถกโพลาถกโพลา

ไรซไรซ

Page 12: Electrogravimetry and coulometry

12

Page 13: Electrogravimetry and coulometry

13

ระด บของโพลาไรซ (ศกย ท ใชมากขน) เร ยกว า overvoltage หรอ overpotential

∴ Elec.Cell Eap = Ecat- Ean –IR - ¶∴ Gal.Cell Eout = Ecat- Ean –IR - ¶

ระด บของ polarization แตกตางก นออกไป อาจมากหรอน อย หากมากจนกระแสไมข นก บ

ศกย complete polarization

โพลาไรเซชนแบงเปนสองแบบ- Concentration polarization- Kinetic polarization

Page 14: Electrogravimetry and coulometry

14

Concentration polarization- การถายโอนอเล กตรอนเก ดท ผวซ งม

ความหนาในระดบไมถ งนาโนเมตร- จะใหม กระแสคงท ต องมการปอนสารต งต นมามากพอ- ถาไมมากพอจะเก ด Concentration polarization

กลไกการถายเทมวลDiffusion เก ดจากการทสารเคล อนทจากสวนเข มข นกว าไปสวนทเจ อจางกว า

อตราการแพรแปรผน ผลตางความเข มข น

Page 15: Electrogravimetry and coulometry

15

rate of diffusion = k' ([Cd2+]-[Cd2+]0)Ecat = E0

Cd2+ - 0.0592 log 1

2 [Cd2+]0

Eap ลบมากขน [Cd2+]0 rate current

Page 16: Electrogravimetry and coulometry

16

Page 17: Electrogravimetry and coulometry

17

Migration เปนกระบวนการทไอออนเคล อนทภายใต สนามไฟฟา

เก ดการถายโอนมวลในสารละลายบลค ศกย เพ ม อตราไมเกรตเพม

กระแสจากการไมเกรตเพม

Page 18: Electrogravimetry and coulometry

18

การคน Convectionเป นการถายโอนสารตงต นดวยว ธกล

- ลดความหนาของชนแพร ลด CP - Natural convection (T, D)

ผลของ CP - ศกย ลบกว าเด ม (Elec) ศกยให มา นอย (Gal) - จะต ดหร อจะใหมมากขนก บเทคนค

Page 19: Electrogravimetry and coulometry

19

Kinetic p.Kinetic p.

ขนาดของกระแสถกจ ำาก ดโดยอตราการ ถายเทอเล กตรอน จงต องเอาชนะโดยให

ศกย เพ ม- มคามากในปฏก ร ยาท เก ดแก ส- มคาน อยในการเก ด deposit หรอ solution ของโลหะ- Kp เม อ T j - และยงข นก บข ว--มคามากส ำาหร บโลหะนมโดยเฉพาะปรอท- ใหผลศ กยมากขน (Elec.)- overvoltage H2, O2 ∼ 1 V สำาคญเพราะแกสเหล าน เก ดง าย โลหะม กเก ด high overvoltage H2 ไม รบกวน

= Activation overpotential

Page 20: Electrogravimetry and coulometry

20

Page 21: Electrogravimetry and coulometry

21

การคดค าศ กยท ใช ในการแยก ทำาได โดยพจารณาศกย มาตรฐาน

ตวอย าง การแยกในเช งปร มาณของ Cu2+ และ Pb2+ โดยใชไฟฟาท ำาได หร อไม หาก

ทำาได ต องใชชวงศ กยเท าใด กำาหนด : ตอนแรกมไอออนแตละต ว 0.1000

M การขจดสมบรณในเชงปร มาณคอ ม สาร

เหล อ 1 ใน 10,000

Cu2+ + 2e- Cu(s) E0 = 0.337VPb2+ + 2e- Pb(s) E0 = -0.126V

Cu2+ deposit กอน หาศกย ท ลด [Cu2+] จาก 0.1000 ใหเหล อ 1.00

x 10-5 M

Page 22: Electrogravimetry and coulometry

22

E = -0.126 – 0.0592 log 1 = 0.189V 2 1.00x10-5

หากศกย ท Pb2+ เร มเกาะE = -0.126 – 0.0592 log 1 = -0.156V

2 0.100 ตองร กษาศกย คาโทดไว ท 0.189V และ -0.156V VS SHE

Ecell = Ecat –ESCE = -0.189 – 0.244 = -0.055VEcell = -0.156 – 0.244 = -0.400V ตองร กษาศกย คาโทดไว ท -0.055V และ -0.400V VS SCE

Page 23: Electrogravimetry and coulometry

23

ความแตกตางของศ กย ในการหาปร มาณไอออนตวหนงโดยไมม การรบกวน

0.04 V สำาหร บประจ สาม0.24 V สำาหร บประจ หน ง

การแยกทำาได โดยควบคมศ กย คาโทด

Electrogravimetry ใชก นมานานในการหาปร มาณโดยการใหโลหะเกาะบนคาโทดพลาตน มและด มวลทเพ มข นมสองว ธ

ควบคมศ กยเซลล ควบคมศ กยข วท ำางาน

Page 24: Electrogravimetry and coulometry

24

แบบควบคมศ กยของเซลล ง าย ไม แพง ไมต องเอาใจใส มาก- สมบต สารทเกาะ

เกาะแขงแรง แนน เร ยบ

(จะไดล างท ำาให แห งและชงได โดยไม หล ด)

โลหะเน อละเอ ยด วาว หากพรนเปนผงหร อแผนไม บร สทธ และไมเกาะ

- ปจจ ยตอสมบต

* j

* T

* complexing agent

Page 25: Electrogravimetry and coulometry

25

- การประย กต

* จ ำาก ดเฉพาะการแยกแคทไอออนทร ด วซ ได งายออกจากตวท ร ด วซได ยาก

* เม อปฏ ก ร ยาด ำาเน นไป IR (Cp ) ร ปท 20-6

∴Cathode potential

ทำาใหเก ดไฮโดรเจน , เก ดการรบกวน

Page 26: Electrogravimetry and coulometry

26

* H2 ลดไดโดยเตม Cathode depolarizer

NO3- + 10H+ + 8e- NH4

+ + 3H2O

* แมจะถ กจ ำาก ดจากการไม มการเล อกว ดแต ก ใชได หลายกรณ

ตาราง 20-1

Page 27: Electrogravimetry and coulometry

27

ตาราง ตาราง 20-1 20-1 ตวอย างการประย กต ต วอย างการประย กต ว ธ อ เล กโตรกราว เมตร แบบไมว ธ อ เล กโตรกราว เมตร แบบไม

ควบคมศ กย ควบคมศ กย สารทว เคราะห สารทว เคราะห ช งในร ปช งในร ป คาโทดคาโทด อาอาโนดโนด สภาวะสภาวะ

AgAg++ AgAg PtPt PtPt สารละลาย สารละลาย CNCN-- ในเบสในเบส

Br-Br- AgBrAgBrบนอาโนดบนอาโนด PtPt AgAg

CdCd2+2+ CdCd Cu Cu บนบนPt PtPt Pt สารละลาย สารละลาย CNCN-- ในเบสในเบส

CuCu2+2+ CuCu PtPt PtPtสลลสลล..HH22SOSO44/HNO/HNO33

MnMn2+2+ MnOMnO2 2 บนอาโนด บนอาโนด PtPt Pt dish Pt dish สลลสลล..HCOOH/HCOONaHCOOH/HCOONa

Page 28: Electrogravimetry and coulometry

28

แบบควบคมศ กยข วท ำางาน (มกเปนคาโทด) เคร องมอ ตองป องก นไม ให ศ กย เปล ยน

ไปเน องจาก CP แลวเก ดการบกวน ( ร ป 20-7) ประกอบดวย 2 วงจรทใชข วท ำางานร วมก น

- วงจรอ เลคโตรไลซส dc source, potential divider (ABC), ขวชวย , ตวว ดกระแส- วงจรควบคม ข วอ างอ ง , โวลต มเตอร

ความตานทานสง

Page 29: Electrogravimetry and coulometry

29

* ความตานทานของวงจรควบคมมคามากจนวงจรอ เลคโตรไลซสเท าน นท มกระแสผาน* เม อศ กย ระหว าง WE, RE เพ มข น ลดได

โดยเล อน C* ร ป 20-8 แสดงความสมพนธของศ กย , กระแสและเวลา

ศกยและกระแสลดลงตามเวลา ปร บไดโดยอปกรณ อตโนมต ค อ potentiostat

Page 30: Electrogravimetry and coulometry

30

ขว ขวท ำางานมกเปนทรงตาขายและ

มกใชพลาต น ม – Bi Zn Ga

*Pt มข อได เปร ยบตรง ท unreactive

และขจดสารปนเป อนได ด

* โลหะบางชนดbismuth zinc gallium ทำาใหข ว

เสยหายจงต องม protective copper

Page 31: Electrogravimetry and coulometry

31

คาโทดปรอท

คาโทดปรอท มประโยชนเป นพเศษใน การขจดธาต ท ถ กร ด วซ ได ง าย เชน แยก

Cu Ni Co Ag Cd จาก Al Ti alkali, Sulfate Phosphate ธาต ท เก ดจะละลาย

ในปรอท มแก สเก ดนอย ม กใชในการกำาจ ดตวรบกวน

Page 32: Electrogravimetry and coulometry

32

การประย กต การประย กต ว ธควบคมศ กยคาโทดใชแยกว ธควบคมศ กยคาโทดใชแยกและหาปร มาณสปชสโลหะทมศ กยมาตรฐานและหาปร มาณสปชสโลหะทมศ กยมาตรฐาน

ตางก นในระด บเศษสวนของโวลต เชน ตางก นในระด บเศษสวนของโวลต เชน Cu Bi Cu Bi Pb Zn Sn Pb Zn Sn บนพลาตนมบนพลาตนม

- - ทาร เทรตเก ดสารเชงซ อนกบ ทาร เทรตเก ดสารเชงซ อนกบ Sn Sn ปองก นปองก นไม ให เกาะไม ให เกาะ

- Cu- Cu -0.20 V vs SCE-0.20 V vs SCE

- Bi- Bi -0.4 V-0.4 V

- Pb- Pb -0.6 V-0.6 V

- - เต มอ มโมเนย เต มอ มโมเนย Cd Zn -1.2, -1.5 V Cd Zn -1.2, -1.5 V ตามตามลำาด บล ำาด บ

- - ทำาสารละลายใหเปนกรด ทำาสารละลายใหเปนกรด Sn -0.65 V (Sn -0.65 V ( ใช ใชfresh cathode fresh cathode มฉะน น มฉะน น Zn Zn จะละลายจะละลาย ))

Page 33: Electrogravimetry and coulometry

33

ตาราง การประย กต บางประการ ตาราง การประย กต บางประการ ของ ของ Controlled Cathode-Potential Controlled Cathode-Potential

ElectrolysisElectrolysisธาต ท หาธาต ท หา ธาต อ นท ม อย ได ธาต อ นท ม อย ได AgAg Cu Cu และโลหะหนกและโลหะหนกCuCu Bi, Sb, Pb, Sn, Ni, Cd, ZnBi, Sb, Pb, Sn, Ni, Cd, Zn

BiBi Cu, Pb, Zn, Sb, Cd, SnCu, Pb, Zn, Sb, Cd, Sn

Page 34: Electrogravimetry and coulometry

34

คลอมเมตร

-ว ดปร มาณไฟฟาในการเปล ยนสารทว เคราะหอยางสมบรณในเชงปร มาณ

- ไมต องคาล เบรท ( เหมอนELG)

-เร ว , ผลตภ ณฑไม ต องเปนของแขง

- ความถกต องด และทำาอ ตโนมต ได

Page 35: Electrogravimetry and coulometry

35

ปรมาณประจ ไฟฟา- หนวยส ำาหร บปร มาณประจ คอ คลอมบ (C)

และฟาราเดย (F)

- คลอมบคอ ปร มาณประจ ไฟฟาท ถ ายเทโดยกระแสทหน งแอมแปร ในหนงว นาท

Q = It∫t

idt0

Q =

-ฟาราเดยคอปร มาณประจ ท สอดคลองก บหนงโมลอเล กตรอน

F = 96,485 C

Page 36: Electrogravimetry and coulometry

36

ตวอยาง ตวอยาง กระแสคงท กระแสคงท 0.800 A 0.800 A ใชในการ ใชในการ deposit deposit ทองแดงทคาโทดและทองแดงทคาโทดและ ออกซเจนทอาโนดออกซเจนทอาโนด

ของเซลล ค ำานวณมวลในหนวยกร มของแตละ ของเซลล ค ำานวณมวลในหนวยกร มของแตละผลตภณฑผล ตภณฑ ทได หล งเวลา ทได หล งเวลา 15.2 15.2 นาท อนมานวา นาท อนมานวาไมมปฏก ร ยาร ดอกซอ นไมมปฏก ร ยาร ดอกซอ น

CuCu2+2+ + 2e + 2e-- Cu(s) Cu(s)2H2H22O 4eO 4e-- + O + O22(g) + 4H(g) + 4H++

Q = 0.800x15.2x60 = 729.6 CQ = 0.800x15.2x60 = 729.6 C จำานวน จำานวน F = 729.6F = 729.6//96,485 = 7.56x1096,485 = 7.56x10-3 -3 โมลโมลee--

มวล มวล Cu = Cu = 7.56x107.56x10-3-3 x 63.55 = x 63.55 = 0.240 g0.240 g 22

มวล มวล OO2 2 = = 7.56x107.56x10-3-3 x 32.00 = x 32.00 = 0.0605 g0.0605 g

44

Page 37: Electrogravimetry and coulometry

37

Page 38: Electrogravimetry and coulometry

38

แบบของคลอมเมตร แบบของคลอมเมตร - Potentiometric coulometryPotentiometric coulometry- Amperostatic coulometry (coulometric titrimetry)Amperostatic coulometry (coulometric titrimetry)

Coulometric TitrationCoulometric TitrationPCPC - - ควบคมศกยข วท ำางานควบคมศกยข วท ำางาน

- - บนทกกระแสตามเวลาแลวอ นทเกรตใหได บนทกกระแสตามเวลาแลวอ นทเกรตใหได # # CC

CTCT - - ร เอเจนตค ออ เล กตรอนรเอเจนตค ออ เล กตรอน - Std. Soln - Std. Soln คอ กระแสคงทใหจนถ งจ ดยต คอ กระแสคงทใหจนถ งจ ดยต - - คำานวณปรมาณสารทว เคราะหจากปร มาณคำานวณปรมาณสารทว เคราะหจากปร มาณไฟฟาไฟฟา

Page 39: Electrogravimetry and coulometry

39

ประส ทธ ภาพของกระแสประส ทธ ภาพของกระแส ตองเปน ตองเปน 100% 100% สำาหร บ สำาหร บ coulometry coulometry นนคอไฟนนคอไฟ

ฟาหนงฟาราเดย ต องฟาหนงฟาราเดย ต องท ำาให เก ดการเปล ยนแปลงของสารทท ำาให เก ดการเปล ยนแปลงของสารทว เคราะห หน งสมมลว เคราะหหน งสมมล

* * สารทว เคราะห อาจจะไม เก ดปฏก ร ยาท สารท ว เคราะห อาจจะไม เก ดปฏก ร ยาท ข วโดยตรงขวโดยตรง

* * ตวอย างโดยออมเชนการว เคราะห ตวอย างโดยออมเชนการว เคราะห ClCl-- โดยผลต โดยผลต AgAg++

Page 40: Electrogravimetry and coulometry

40

คลอมบเมตร แบบควบคมศ กย ค ลอมบเมตร แบบควบคมศ กย เคร องม อประกอบดวยเคร องม อประกอบดวย

* * เซลล ร ป เซลล ร ป 20-10 20-10 แสดง แสดง 22 แบบแบบ

แบบตาขายพลาตนม + SCE + Pt wire AE แยกAE ออกไปดวยสะพานเกลอ

แบบบอปรอท ใชก บโลหะทละลายในปรอท

* โพเทนชโอสแตทและคลอมบมเตอร ม กใช โพเทนชโอสแตทอตโนมต และตวบนท กพร อมก บตวอ นท เกรตกระแส

Page 41: Electrogravimetry and coulometry

41

ตวอย างต วอย าง Fe(III) Fe(III) ในสารตวอย าง ในสารตวอย าง 0.8202 g 0.8202 g หาโดยหาโดยการร ดกช นแบบคลอมเมตร การร ดกช นแบบคลอมเมตร ไปเป น ไปเป น Fe(II) Fe(II) ทท

คาโทดพลาตนม ค ำานวณ คาโทดพลาตนม ค ำานวณ % Fe% Fe22(SO(SO44))33 (FW=399.88) (FW=399.88)

เม อ เม อ HH22//OO22 คลอมมเตอร ให แกส คลอมมเตอร ให แกส HH22+O+O22 19.37 ml19.37 ml ท ท23 23 00CC และ และ 765 765 ทอรร ทอรร ((แกไขความดนไอของนำาแล วแก ไขความดนไอของนำาแล ว ))

PP11VV11 = = PP22VV22 ; V=19.37x765x273=17.982 ml ; V=19.37x765x273=17.982 ml ท ท STPSTP

TT11 TT22

mol = 17.982mol = 17.982//22,400 = 8.028x1022,400 = 8.028x10-4-4

4H4H++ + 4e + 4e-- 2H 2H22(g)(g)

2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--

ดงน น แกส ดงน น แกส 33 โมลจะเกดข นโดยผานอเล กตรอน โมลจะเกดข นโดยผานอเล กตรอน 44 โมลโมล

นนค อ นนค อ 0.750 0.750 โมล แกส โมล แกส//ฟาราเดย ฟาราเดย

Page 42: Electrogravimetry and coulometry

42

F = 8.028x10F = 8.028x10-4-4//0.750 = 1.0704x100.750 = 1.0704x10 -3-3

1 1 โมล โมล FeFe22(SO(SO44))33 ใชอเล กตรอน ใชอเล กตรอน 2 2 โมลโมล

มวล มวล FeFe22(SO(SO44))33 = = 1.0704x101.0704x10-3-3x399.88 = 0.21401x399.88 = 0.21401

22

% Fe% Fe22(SO(SO44))33 = = 0.214010.21401 x 100 = 26.09% x 100 = 26.09%

0.82020.8202

Page 43: Electrogravimetry and coulometry

43

การประย กต การประย กต

-- ใชหาธาต ได ใชหาธาต ได 5555 ธาต ในสารอนนทร ย มกใชคาธาต ในสารอนนทร ย มกใชคาโทดปรอทโทดปรอท

--ใชหาย เรเน ยมและพลโตเนยมใชหาย เรเน ยมและพลโตเนยม

-- ใชหาสารอ นทร ย เชน ใชหาสารอ นทร ย เชน trichloroacetic acid, trichloroacetic acid, picric acidpicric acid

CTCT ตอง ตอง 100% current efficiency 100% current efficiency ในแงของสารทในแงของสารท ว เคราะหอาจต องใช ว เคราะหอาจต องใช auxiliary reagentauxiliary reagent

Page 44: Electrogravimetry and coulometry

44

Page 45: Electrogravimetry and coulometry

45

ตวอยางต วอยาง เช น เช น CT CT ของ ของ Fe(II)Fe(II)FeFe2+2+ Fe Fe3+3+ + e + e--

เม อความเข มข นลดลงตองเพ มศ กย และอาจเม อความเข มข นลดลงตองเพ มศ กย และอาจเก ดเก ด

2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--

จ งตองเต ม จ งตองเต ม CeCe3+3+ เก นพอซงเก ดท ศ กยต ำาเก นพอซงเก ดท ศ กยต ำา CeCe3+3+ Ce Ce4+4+ + e + e--

CeCe4+4+ + Fe + Fe2+2+ Ce Ce3+3+ + Fe + Fe3+3+

Page 46: Electrogravimetry and coulometry

46

ว ธระบจ ดย ต ว ธระบจ ดย ต

• IndicatorIndicator• PotentiometryPotentiometry• AmperometryAmperometry

Page 47: Electrogravimetry and coulometry

47

Instrumentation Fig.20-12Instrumentation Fig.20-12

ประกอบดวย ประกอบดวย constant current source, constant current source, ภาชนะภาชนะไทเทรตไทเทรต, , สวตชสวตช,,

นาฬกา และอปกรณวดกระแส นาฬกา และอปกรณวดกระแส

Page 48: Electrogravimetry and coulometry

48

• ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง 11 นาฬกาจะนาฬกาจะ ทำางาน และม การปล อยกระแสไปพรอม ทำางาน และม การปล อยกระแสไปพรอม

กนก น• ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง ปรบสว ตชไปทต ำาแหนง 2 2 หยดแต กระแสหยดแต กระแส

จะถกด งผาน จะถกด งผาน RRDD ทมความต านทานใกลท มความต านทานใกลเคยงก บเซลลชวยในการร กษากระแสเคยงก บเซลลชวยในการร กษากระแสคงทคงท

• แหลงกระแสคงทเร ยกว า แหลงกระแสคงทเร ยกว า amperostat amperostat ใหให กระแสสงถ ง กระแสสงถ ง 200 mA 200 mA หรอมากกว า หรอมากกว า 0.01% 0.01% หรอมากกว า มจ ำาหนาย หรอมากกว า มจ ำาหนาย

• ทไมแพงใชแบตเตอร ตอก บเซลล ท ต อท ไมแพงใชแบตเตอร ตอก บเซลล ท ต อ ขนานกบ ขนานกบ R R สงส ง

• นาฬกาทข บเคล อนด วย นาฬกาทข บเคล อนด วย motor motor ม ม error error จ งจ ง ตองใช ตองใช digital electronic timerdigital electronic timer

Page 49: Electrogravimetry and coulometry

49

• Generator electrodeGenerator electrode• Counter electrode (isolated)Counter electrode (isolated)• External generated (Fig. 20-14)External generated (Fig. 20-14)

Page 50: Electrogravimetry and coulometry

50

External generatedExternal generated

Page 51: Electrogravimetry and coulometry

51

เปร ยบเท ยบการไทเทรต เปร ยบเท ยบการไทเทรต 2 2 แบบแบบ

แบบวดปร มาณไฟฟาแบบว ดปร มาณไฟฟาConstant current sourceConstant current sourceElectric timer & SwitchElectric timer & Switch

แบบวดปร มาตรแบบวดปร มาตรStd. solnStd. soln

BuretBuret & Stopcock& Stopcock

Page 52: Electrogravimetry and coulometry

52

ขอได เปร ยบขอได เปร ยบ

• ขจดปญหาการทำามาตรฐานและเก บโดยขจดปญหาการทำามาตรฐานและเก บโดย เฉพาะ เฉพาะ labile reagentslabile reagents

• ใชก บ ใชก บ analyte analyte ปรมาณนอยปร มาณนอย• Constant current Constant current อนเด ยวใชได ก บท กอ นเด ยวใชได ก บท กปฏก ร ยาปฏก ร ยา

• More readily automatedMore readily automated

Page 53: Electrogravimetry and coulometry

53

ApplicationsApplicationsNeutralizationNeutralization 2H 2H22O + 2eO + 2e-- 2OH 2OH-- + H + H22(g)(g)

Anode separated or Ag(s) + BrAnode separated or Ag(s) + Br-- AgBr(s) + e AgBr(s) + e--

Less susceptible to carbonate errorLess susceptible to carbonate error การ การ generate Hgenerate H++ ใช ใช anodeanode

2H2H22O OO O22(g) + 4H(g) + 4H++ + 4e + 4e--

ปฏกร ยาอ นปฏกร ยาอ น• กรณการไทเทรตดวย กรณการไทเทรตดวย EDTA EDTA อาศยการร ดกชนของ อาศยการร ดกชนของ

ammine mercury (II) EDTAammine mercury (II) EDTAHgNHHgNH33YY2-2- + NH + NH44

++ + 2e + 2e-- Hg(I) + 2NH Hg(I) + 2NH33 +HY +HY3-3-

mercury chelate mercury chelate จะเสถ ยรจ งไมมการแทนทจากจะเสถ ยรจ งไมมการแทนทจากโลหะอนท ต องการหาปร มาณสารเชงซ อนจะเกดโลหะอนท ต องการหาปร มาณสารเชงซ อนจะเกด

เม อมการให ล แกนดอ สระออกมาจากปฏก ร ยาท ข ว เม อมการให ล แกนดอ สระออกมาจากปฏก ร ยาท ข ว

Page 54: Electrogravimetry and coulometry

54

• การตกตะกอนดตาราง การตกตะกอนดตาราง 20-320-3

• ร ดอกซ ด ตาราง ร ดอกซ ด ตาราง 20-420-4* * มการทำา มการทำา automatic coulometric titrators automatic coulometric titrators สวนใหญสวนใหญ

หาจดยต ดวยว ธ หาจดยต ดวยว ธ potentiometry potentiometry ตวอยางเช น การ ตวอยางเช น การ หา หา ClCl--, SO, SO22, CO, CO22 และ และ waterwater

Page 55: Electrogravimetry and coulometry

55

Page 56: Electrogravimetry and coulometry

56