Geum.ru

Определение йодида и бромида в растворах методом потенциостатической кулонометрии

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия

от концентрации бромид-ионов приведены на рис. 11. При этом время выхода для различных концентраций бромид-ионов колебалась в пределах от 17 до 19 мин.

Следующим этапом работы стало проведение электролиза в условиях, когда концентрация бромида выбиралась постоянной, а концентрация иодида варьировалась в пределах 5 ? 10-6 - 3 ? 10-5 моль/л.

На рис. 4.8 и рис. 4.9 приведены зависимости количества электричества от времени и зависимости времени, соответствующего теоретическому количеству электричества, от концентрации при потенциале 1,1 В для смеси иодид- и бромид-ионов. Как видно, при постоянной концентрации бромида теоретический выход по току для иодид-ионов зависит от его концентрации. В то время, как при постоянной концентрации иодида хронометрическая зависимость выражена очень слабо.

 

 

- 0,25, 2- 0,5, 3- 1, 4-1,5, 5-2 x 10 -5 моль/л KI

5 - Временная зависимость теоретического выхода по току

 

 

- 1, 2- 3, 3- 6, 4-9, 5-12 x 10 -5 моль/л KBr

- Временная зависимость теоретического выхода по току

Если принять условие, что количество электричества определяется преимущественно концентрацией иодида, то можно реализовать определение иодид- и бромид-ионов из параллельных проб без разделения: При потенциале 0,75 В определяем иодид (по ранее разработанной методике), а затем при потенциале 1,1 В проводят измерение суммарного количества электричества для двух ионов.

При этом бромид окисляется до брома, а иодид предположительно до иодата. Однако, как видно из временных зависимостей, электрохимическая реакция хотя и замедляется, но не останавливается, а продолжает идти более глубокое окисление.

В основе используемой нами методики лежит зависимость времени выхода по току от теоретически ожидаемой величины. Проводя измерения концентрации иодида при потенциале 0,75 В и используя временную зависимость, представленную на рис. 4.9, оценивают время электролиза смеси при потенциале 1,1 В.

 

рис. 17 Зависимость времени, соответствующего теоретическому количеству электричества, от концентрации

 

(1) - при постоянной концентрации бромида (С=2 х 10-5, 6 х 10-5 моль/л)

(2) - при постоянной концентрации иодида( С=1 х 10-5 моль/л)

Анализ проводили для модельных смесей с заранее заданными концентрациями иодида и бромида. Для различных соотношений иодид- и бромид-ионов время, при котором определялось суммарное количества электричества также различалось.

Концентрация иодида определяется по количеству электричества, выделившегося при потенциале 0,75 В, а концентрация бромида (в моль/л) в ячейке определяется по формуле:

 

,

 

где Qt,1.1 - количество электричества, пошедшего на электролиз смеси при потенциале рабочего электрода 1.1 В в течение времени, соответствующего предварительно найденной концентрации иодида; Q0.75 - количество электричества, пошедшего на электролиз смеси при потенциале рабочего электрода 0.75 В в течение 10 мин.; F - постоянная Фарадея; V - объем ячейки в л.

В таблице 4.1 приведены результаты определения иодида и бромида в модельных смесях. Определение иодид-иона возможно с достаточно высокой сходимостью. Относительная погрешность определения иодида составляет 2-4%, а бромида 2-10%.

 

Таблица 4.1

№ п/пВведено, С,10-5 [моль/л]Найдено С, 10-5 [моль/л]С(I)C(Br)C(I)C(Br)1180,9298,4722,522,462,2132,262.146.3341,341.353.8252,722.631.67

Выводы

 

  1. В периодической и монографической научной литературе отсутствует информация об одновременном определении электроактивных ионов с близкими потенциалами окисления/восстановления с использованием метода потенциостатической кулонометрии.
  2. Показано, что в присутствии остаточного количества иодид иона скорость реакции электрохимического окисления бромид-иона возрастает.
  3. Показано, что градуировочная зависимость количество электричества - концентрация бромид-иона в присутствии остаточного количества иодид-иона близка к линейной и не проходит через начало координат.
  4. Разработан вариант кулонометрического определения иодид- и бромид-иона при совместном присутствии.
  5. Измерены зависимости выхода по току продуктов реакции окисления йодид- и бромид-ионов при потенциале 1,1 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода. Время выхода по току линейно зависит от концентрации бромид- и йодид-ионов в растворе.
  6. Разработан вариант методики одновременного определения бромид- и йодид-ионов при разных потенциалах из параллельных проб. Погрешности определения для йодид-ионов составляют 2-4 %, а для бромид-ионов от2 до 10 %.

 

Список ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Уильямс У.Дж. Определение анионов: Справочник. Пер. с англ. - М.: Химия, 1982- 624 с.
  2. MacKellar Williams J., Droege M., Anderson B.J., Tallman D.E. A microprocessor controlled coulonometric titrator system for the determination of chloride ion // Chem., Biomed., and Environ. Instrum. - 1982. - V.12. - №1. - PP.39-54. - Цит. по РЖХим: 1982, 18Г72.
  3. Montiel A., Dupont J. J. Dosage des ions chlorures dans les eaux par microcoulometric // Trib.CEBEDEAU. - 1974. - V.27. - №362. - Р.27-30. - Цит. по РЖХим: 1974, 16И199.
  4. Островидов Е. А. Кулонометрическое определение хлорид-ионов с помощью проточного индикаторного электрода // Журн. аналит. химии .-1978. - Т.33. - №10. - С.1987-1990.
  5. Hu Xiao-Jing, Bai Ling. Determination of chlorine ion content in magnesite by microcoulometric method // Gaodeng xuexiao huaxun xuebao = Chem. J. Chin. Univ.- 1999.-20,Suppl.-C.244. - Цит. по РЖХим: 2000, 00.11-19Г190.
  6. Семенов И.А., Комарова Н.И., Никулина А. Г. Кулонометрическое определение хлоридов с предварительным окислением свободного хлора висмутатным методом // Журн. аналит. химии. - 1981. - Т.36. - №6. - С.1221-1223..
  7. Hon Pink-Kay, Townshend A. An improved spectrophotometric determination of chloride via chromil chloride formation // Anal. Сhim. Аcta. - 1980. - V.15.