Đề cương Ứng dụng Phương pháp Điện hóa trong Kiểm nghiệm

ĐỀ CƯƠNG ĐIỆN HÓA Câu 1 Các yếu tố ảnh hưởng đến thế điện cực E, cho ví dụ Ảnh hưởng của nồng độ H+ Ảnh hưởng cuả phản ứng tạo kết tủa Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức 1 Ảnh hưởng của nồng độ H+ (pH mô.

ĐỀ CƯƠNG ĐIỆN HÓA Câu 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến điện cực E, cho ví dụ o Ảnh hưởng nồng độ H+ o Ảnh hưởng cuả phản ứng tạo kết tủa o Ảnh hưởng phản ứng tạo phức Ảnh hưởng nồng độ H+ (pH môi trường) Khi [H+] giảm, (pH tăng) E giảm Vd: Cr2O7 2- +14 H+ + 6e  2Cr3+ +7 H2O ( E= E0 + =1,33 V) log Ở điều kiện [Cr2O72- ] = [Cr 3+ ] pH =2 tức [H+] =10-2 E= Eo + Khi pH = tức [H+]= 10-3 E= Eo +  Khi pH tăng, tiêu chuẩn giảm, khả oxy hóa Cr2O7 2- giảm Ảnh hưởng phản ứng tạo kết tủa Vd: Cu2+ + e  Cu E= E0 + (E0+ = 0.158 V) log Khi có mặt I- : Cu+ + I-  CuI (TcuI = 5,1.10-12 ) Khi đó: E= E0 + log Giả sử: [Cu2+] [CuI-] = E= 1,72 V  tính oxy hóa Cu2- tăng lên đáng kể Ảnh hưởng phản ứng tạo phức Khi chất oxy hóa hay chất khử cặp oxy hóa khử liên hợp tham gia phản ứng tạo phức oxy hóa khử bị biến đổi Vd: Fe+ - e  Fe3+ ( Eo =0,77 V ) Khi có mặt F- : Fe3+ + 6F-  [FeF6]3- β= (1) (2) Cộng (1) với (2): Fe2+ + 6F- - e  [FeF6]3E= E0’ + log Lúc oxy hóa tiêu chuẩn E = E0’ khi: Theo phương trình (2) Chia (3) cho (4): (3) β= = Như vậy: EFe3+/Fe2+ = ( E0Fe3+/Fe2++ 0,059.lg = 0,77 + 0,059.lg = -0,17 V Khi có dư F- khả oxy hóa Fe3+ giảm, khả khử Fe2+ tăng Câu 2: Sự hình thành điện cực lớp điện kép • Sự hình thành điện cực: - Điện cực hệ điện hóa gồm chất dẫn điện loại tiếp xúc với chất dẫn điện loại - Trong dung dịch điện ly, tất loại điện cực, ranh giới tiếp xúc kim loại (tướng rắn) dung dịch điện ly xuất điện gọi điện cực, cân Thế cân điện cực xuất xuất lớp điện kép ranh giới tiếp xúc kim loại điện cực dung dịch điện ly • Sự hình thành lớp điện kép: - Sự xuất cân hình thành cân trao đổi electron dạng oxi hóa dạng khử ranh giới tiếp giáp kim loại dung dịch chất điện ly hệ cực, cân dẫn đến hình thành lớp điện kép Có thể coi lớp điện kép tụ điện, mà bề mặt kim loại, lớp dung dịch sát bề mặt điện cực có điện cực trái dấu Thế hiệu tụ điện cân điện cực Câu 3: Cách xác định điện cực -Không thể xác định tuyệt đối điện cực -Xác định điện cực bán phản ứng: M+2 + 2e = Mo • Để xác định điện cực ta thiết lập mạch đo sau: + Điện cực kim loại (điện cực cần xác định thế) + Cầu muối + Điện cực chuẩn để so sánh -Giá trị điện cực khác đem so sánh với cực hydro chuẩn Ký hiệu: Pt, H2 (1atm)│H+ (1M) -Thế điện cực H2 chuẩn nồng độ dd atm E0 H+/H2 = 0.00 • Giá trị cân cực phụ thuộc vào: + Bản chất kim loại làm điện cực + Nồng độ chất tham gia vào cân xảy bề mặt điện cực + Chất Câu 4: Sự phân cực điện cực -Khi nguyên tố điện hóa hoạt động, hai điện cực chúng có điện cực dư electron điện cực thiếu electron gây phân cực điện cực - Cực dư electron cực âm,cực thiếu electron cực dương Ví dụ: nguyên tố điện hóa cặp Zn/Cu cực Zn cực âm, cực Cu cực dương -Nếu đặt vào cực phù hợp q trình điện hóa xảy liên tục bề mặt cực  xuất đường cong dòng -Nhiều phương pháp phân tích điện hóa dựa sở đường cong dòng -Đường cong dòng cho ta biết hệ hệ thuận nghịch hay hệ bất thuận nghịch Chỉ cần thay đổi nhỏ so với cân cân bị phá vỡ theo chiều catod anod Những hệ loại cân thiết lập nhanh ổn định Câu 5: Sự điện phân ‣ Nối bán pin với cực nguồn đện chiều, cực Zn với catod (-), cực Cu với anod (+) ‣ Trong trường hợp này, cực Zn nạp thêm (catod) nên cực Zn dư electron, kim loại Zn bám vào catod theo phản ứng điện hóa (ion Zn2+ bị khử): Zn2+ (d) + 2e  Zn (r) ‣ Khi điện cực Cu, kim loại Cu điện cực tan chúng khuếch tán vào dung dịch từ bề mặt dung dịch Cu ‣ Cu(r) – 2e  Cu2+ (d) ‣ Sự điện phân xảy giá trị thể chiều ta đặt vào hai cực bắt đầu lớn hiệu số cân ban đầu cực ‣ Nếu ta gọi U chiều đặt vào hai cực nguyên tố điện hóa, Ea Ec anod catod điện phân xảy : U = EC – Ea + IR ‣ Đại lượng IR gọi độ giảm bình điện phân Ở I dòng điện, R điện trở dung dịch điện phân Nếu dung dịch chứa chất điện ly trơ với nồng độ lớn giá trị R vơ nhỏ bỏ qua U = Ec – Ea ‣ Khi điện phân xảy ra, Ea Ec lien tục thây đổi, ta nối cực bị phân cực ‣ Trong q trình này, có cực khơng đổi, có bề mặt lớn lúc có cực phân cực Đây cực cần nghiên cứu q trình điện hóa Cịn cực khơng đổi, khồn phân cực, cực so sánh Ess Như cực nghiên cứu là: Enc = U – Ess Câu 6: Các trình điện cực Bản chất trình xảy nguyên tố điện điện phân q trình điện hóa học cực nên gọi trình điện cực • Các q trình điện cực có nhiều phức tạp: - Sự vận chuyển (đưa) chất điện hoạt - Các phản ứng điện cực Đây trình trao đổi electron phân tử chất điện hoạt dung dịch điện cực - Sự vận chuyển sản phẩm hòa tan phản ứng điện cực khỏi lớp điện kép sát cực vào dung dịch - Sự hình thành kim loại hình thành mạng lưới tinh thể kết tủa bám lên bề mặt cực rắn - Sự tạo thành hỗn hống sản phẩm sinh kim loại tan vào cực Hg kim loại • Ngồi - Các phản ứng hóa học chất dung dịch tạo dạng khác phản ứng tạo phức… - Sự xúc tác phản ứng xúc tác - Sự hấp phụ chất điện hoạt sản phẩm trình điện cực lên bề mặt điện cực • Các q trình điện cực có tốc độ khác nhau, có q trình thuận nghịch (nhanh), có q trình khơng thuận nghịch (chậm) • Thế lớp kép biến đổi với thay đổi điều kiện hệ nghiên cứu  Thường đưa vào dung dịch nghiên cứu chất điện ly trơ làm có nồng độ lớn, ttrong trường hợp lớp điện kép lại không đổi, giá trị số cell, gộp vào giá trị đo Câu 7: Sự vận chuyển chất đến điện cực  Các trình vận chuyển chất điện hoạt đến bề mặt điện cực     vận chuyển sản phẩm từ điện cực vào dung dịch sảy nhanh có tốc độ lớn nhiều tốc độ phản ứng điện cực (nồng độ chất diện hoạt bề mặt điện cực dung dịch coi đồng nhất) Thực tế việc vận chuyển nhanh nhiều so với tốc độ phản ứng  nồng độ chất diện hoạt bề mặt điện cực dung dịch có sai khác Theo quy luật nhiệt động lực học, vận chuyển chất dung dịch sảy theo cách: - Sự khuếch tán - Sự đối lưu - Sự chuyển phần tử mang điện tác dụng trường Khuấy trộn  tăng trình đối lưu Cho chất điện ly trơ ( nồng độ lớn 100 lần nồng độ chất diện hoạt)  giảm điện ly trình khuếch tán chất diện hoạt Câu 8: Điện cực so sánh điện cực thị Điện cực so sánh: điện cực không thay đổi, không phụ thuộc vào dung dịch điện ly mà nhúng vào • Gồm: + Điện cực Hydro + Điện cực Bạc clorid + Điện cực Calomel • Điện cực Hydro chuẩn:  Cấu tạo điện cực hyđro chuẩn: Một platin (Pt) đặt dung dịch axit có nồng độ ion H+ 1M (pH = 0) Bề mặt điện cực hấp thụ khí hydro, thổi liên tục vào dung dịch áp suất atm  Phương trình Nernst điện cực hydro Bán phản ứng khử điện cực hydro: 2H+(aq) + 2e- → H2(g) Phương trình Nernst viết trường hợp này: Trong đó: • aH+ hoạt độ ion hydro, aH+=fH+ CH+ /C0 • pH2 áp suất khí hydro ( Pa) • R số khí lý tưởng (8,314 J mol -1 K -1 ) • T nhiệt kelvins (Kelvin = o C + 273) • F số Faraday (điện tích phân tử hydro phóng điện), 9,64.104 C mol−1  Nếu áp suất khí 1: E = Eo 2H+/H2 + 0.0592.lga+ = -0,0592pH  Nếu hoạt độ 1: E = Eo 2H+/H2 = • Các yêu cầu điện cực so sánh: + Phản ứng định phải hoàn toàn thuận nghịch + Điện cực phải bị phân cực, nghĩa phải bị thay đổi có dịng điện chạy qua + Phải lập lại cao ổn định bảo quản lâu làm việc điều kiện khác Điện cực thị: điện cực phụ thuộc vào nồng độ chất cần khảo sát dung dịch mà điện cực nhúng vào • Gồm: + Điện cực thị kim loại - Điện cực kim loại loại (chỉ thị cation) - Điện cực kim loại loại (chỉ thị anion) - Điện cực thị oxh – khử + Điện cực màng chọn lọc ion - Điện cực thủy tinh - Điện cực màng rắn - Điện cực màng lỏng - Điện cực màng thẩm thấu khí - Điện cực màng xúc tác sinh học • Các yêu cầu điện cực thị: + Phải đáp ứng nhanh lặp lại thay đổi nồng độ chất cần phân tích + Đảm bảo độ bền hóa học, khơng tác dụng với cấu tử khác dung dịch nghiên cứu + Có tính thuận nghịch Câu 9: Điện cực calomel Điện cực Calomen điện cực tham chiếu dựa phản ứng nguyên tố thủy ngân thủy ngân (I) clorua Gồm dây dẫn Pt, nhúng hỗn hợp nhão Hg Hg2Cl2, tất tiếp xúc với dung dịch KCl • Phương trình Nest điện cực Calomel: Ký hiệu điện cực calomel là: Pt, Hg / Hg2Cl2, KCl (xM) Phản ứng xảy điện cực: Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2ClĐiện tính theo phương trình Nernst điện cực Calomel: Ecal = E0cal+ ln Quy ước [Hg2Cl2] = [Hg] = Như điện điện cực phụ thuộc vào nồng độ dung dịch KCl Ecal = E0Cal – ln[Cl-]2 • Ở 25oC người ta đo Ecal với dung dịch KCl nồng độ khác sau: ‣ KCl 0,1N E0cal = +0,334 V ‣ KCl 1,0N E0cal = +0,280 V ‣ KCl bão hòa E0cal = +0,242 V Thông thường người ta dùng dung dịch KCl bão hòa, điện cực calomel bão hòa dùng làm điện cực so sánh thay cho điện cực hydro hầu hết phép đo điện • Ứng dụng xác định điện cực: ‣ Đo điện bề mặt điện cực ‣ Đo pH phương pháp điện hóa • Ưu-Nhược điểm o Ưu : + Làm việc ổn định +Dễ chế tạo o Nhược: Sử dụng thủy ngân, nên vỡ gây độc Câu 10: Điện cực bạc clorid • Cấu tạo: gồm dây bạc bạc kim loại, bề mặt có phủ lớp bạc clorid nằm dung dịch chứa ion clorid có hoạt độ xác định Ký hiệu điện cực: Ag│AgCl(bão hịa),KCl (a=1) • Phương trình Nernst cho trình 250C: EAg+/Ag = E0Ag+/Ag + 0,0592.lgaAg+ = E0Ag+/Ag + 0,0592.lg(TAgCl/aCl-) = E0Ag+/Ag + 0,0592.lgTAgCl – 0,0592.lgaClHai số hạng đầu không đổi nên điện cực bạc clorid phụ thuộc vào hoạt độ Cl- Thay giá trị E0Ag+/Ag = 0,7996 TAg/Cl=1,8.10-10, ta có: EAg+/Ag = EoAg+/AgCl – 0,0592.lgaCl= 0,222 – 0,0592.lgaCl• Ứng dụng xác định điện cực Một điện cực bạc clorid loại điện cực tham chiếu, thường sử dụng phép đo điện hóa Vì lý mơi trường mà thay rộng rãi điện cực calomel bão hòa  Thường điện cực tham chiếu nội phép đo pH thường sử dụng tài liệu tham khảo phép đo oxi hóa  Một ví dụ khác, điện cực bạc clorua điện cực tham chiếu thường sử dụng để thử nghiệm hệ thống điều khiển bảo vệ chống ăn mịn catốt mơi trường nước biển • Ưu-Nhược điểm Ưu Nhược Bền theo thời gian Có giá thành cao Dễ chế tạo Để điện cực làm việc phải thêm dung dịch đo ion Cl- làm thay đổi hệ nghiên cứu Tính lặp lại cao Tính trơ với thành phần dung dịch nghiên cứu Loại bỏ hoàn toàn khuếch tán Rất cần thiết phép đo xác Câu 11: Điện cực thị kim loại Điện Cực Kim Loại loại Khái niệm: điện cực chế tạo từ dây kim loại nhúng vào dung dịch muối tan kim loại Vd: Ag|AgNO3, Cd|Cd(NO3)2 Chỉ số kim loại Ag, Hg, Cd, Zn, Pb tạo điện cực loại 1, đáp ứng yêu cầu thuận nghịch cho kết lặp lại Phản ứng điện cực: Mn+ + ne ↔ M (r) Thế điện cực thị Ei : Ei = Eo + 0, 0592 lg[ M n + ] n ( Eo điện chuẩn cặp oxy hóa khử Mn+/M ) Đặt pM= -lg[Mn+] thay vào phương trình trên, ta có: pM = n (Eo – Ei)/0,0592 Giá trị pM ion kim loại Mn+ thay đổi theo với điện Ei Ví dụ: Điện cực Ag nhúng vào dung dịch AgNO3: Ag/AgNO3 • Phản ứng điện cực: Ag+ + 1e = Ag • Thế điện cực: E Ag+/Ag = EoAg+/Ag + 0,0592 lg aAg+ Nguyên tắc: định lượng cation kim loại dung dịch ( nước sinh hoạt, đồ uống, thực phẩm…) Điện cực kim loại loại Khái niệm: điện cực gồm kim loại, phủ lớp muối khó tan kim loại đó, tất nhúng dung dịch muối tan có anion muối khó tan Ví dụ: điện cực bạc clorid, calomel, bạc iodid • Điện cực bạc clorid: Ký hiệu: Ag│AgCl (bão hòa), KCl (a=1) Phương trình điện cực: AgCl + e = Ag + ClPhương trình Nernst cho trình 250C: Ei = E0AgCl – 0.0592 lg [Cl - ] Thay pCl = -lg [Cl -], ta có: pCl = (Ei-E0AgCl)/0.0592 Giá trị pCl tỷ lệ thuận với điện cực Ei hai điện cực bạc clorid calomel thị cho ion ClVí dụ: Điện cực thủy ngân complexonat: Điện cực hình thành kim loại thủy ngân nhúng vào dung dịch có phức thủy ngân complexonat HgY2- hòa tan HgY2- + 2e = Hg + Y4Điện Ei điện cực thị: Ei= K – (0.0592/2) lg[Y4- ] Điện cực thị cho hoạt độ Y4Phát điểm kết thúc phản ứng chuẩn độ complexon III Điện cực oxy hóa khử Một số kim loại trơ Pt, Au, Pd…làm điện cực thị cho hệ oxi hóa khử Vd: dây Pt nhúng vào dung dịch Fe2+/Fe3+ E= E0 + 0.0592.lg ( [Fe3+]/ [Fe2+]) Qúa trình chuyển electron điện cực thường xảy chậm, khơng đảm bảo tính thuận nghịch Do cần kiểm tra sử dụng điện cực thị oxi hóa- khử Câu 12: Điện cực màng thủy tinh Thành phần thủy tinh nhạy với H+ Thành phần gần 22 0/0 Na2O; 0/0 CaO; 72 % SiO2  Màng nhạy với hydro có pH ~ Khi pH cao màng trở nên nhạy với Na+ kim loại kiềm khác  Tính hút nước màng thủy tinh • Màng thủy tinh cần phải hydrat hóa • Độ nhạy màng phục hồi ngâm điện cực nước vài • Sự hút nước màng có kèm theo trao đổi cation (của màng) H+ (hầu ion +1 tham gia)  Phản ứng trao đổi H+ dung dich + Na+ ←/→ Na+dung dich + H+ - Glass Sơ đồ cấu trúc điện cực thủy tinh biểu diễn sau: AgCl│AgCl bão hòa│Cl- 1M │ H3O+ │Màng thủy tinh Khi muốn đo pH dung dịch nhúng cực thủy tinh vào dung dịch đo nhúng thêm vào cực so sánh thứ để đo cực thủy tinh với cực so sánh, sơ đồ pin điện hóa là: AgCl│AgCl bão hòa │ Cl- 1M│H3O+ đo a2│Cực calomel  Lý thuyết điện cực thủy tinh • Thế khuếch tán Ej Vận tốc khuếch tán khác qua bề mặt ngăn cách Phân bố nồng độ cation anion không đọc dọc theo bề mặt ngăn cách hai dung dịch Chênh lệch nồng độ hai dung dịch hai bên màng Phụ thuộc: điện tích ion, linh độ ion, nồng độ, dung môi Hạn chế khuếch tán: sử dụng cầu muối (chất điện ly nồng độ cao KCl, NH4NO3, KNO3 Thế điện cực so sánh (trong ngoài) Điện cực AgCl nhúng vào dung dịch có Na+, Cl- va F- - Màng phần chọn lọc ion màng đơn tinh thể, đa tinh thể hay tinh thể hổn hợp Cần ý đến có mặt ion khác dung dịch cản trở phép đo, làm kết sai lệch Câu 16 Điện cực màng thẩm thấu khí ●Nguyên tắc: -Chất khí hịa tan mẫu thử khuếch tán qua màng tạo cân với dung dịch bên điện cực nơi mà chúng tham gia phản ứng chuyển thành ion -Các ion phát điện cực chọn lọc ion bên điện cực màng khí →Sự khác biệt điện điện cực chọn lọc ion điện cực so sánh nội ● Điều kiện: chất khí hịa tan dung dịch nước chuyển sang dạng ion (hoặc ngược lại)chỉ với phản ứng đơn giản  Ví dụ: điện cực màng thẩm thấu khí CO2: dd điện cực HCO3- /H+ Điện cực thị điện cực thủy tinh Q trình: CO2 khuếch tán từ dung dịch ngồi màng vào màng thẩm thấu đến nồng độ dung dịch phía CO2 điện ly: CO2 + H2O = HCO3- + H+ Ka= ([H+].[HCO3-])/[H2CO3] = ([H+].[HCO3-])/PCO2 Nếu dd màng có nồng độ HCO3- cao Ka= ([H+].[HCO3-])/[H2CO3] = ([H+].[HCO3-])/PCO2  [H+] = (Ka/[HCO3-]).PCO2 = K’ PCO2 Từ giá trị điện cực thủy tinh, xác định nồng độ CO2 • Một số điện cực màng thẩm thấu khí dùng cho cặp khí ion sau: CO2/HCO3- ; NO2/NO3- ; CO2/CO32Câu 17 Phương pháp so sánh điện dạng tập • So sánh điện thế: Nguyên tắc : nồng độ ion xác định cách so sánh điện cực thị dung dịch thử với dung dịch chuẩn chất phân tích Quy ước IUPAC Anod (-) Điện cực so sánh Eđo =Epin = Ec – Ea + Ej = Ect- Ess + Ej Catod (+) Điện cực thị Trong Ej khuếch tán lỏng Thế khuếch tán Ej + Vận tốc khuếch tán khác qua bề mặt ngăn cách + Phân bố nồng độ cation anion không dọc theo bề mặt ngăn cách hai dung dịch + Chênh lệch nồng độ dung dịch bên màng Phụ thuộc: điện tích ion, linh động ion, nồng độ, dung môi Hạn chế khuếch tán: sử dụng cầu muối ( chất điện ly nồng độ cao KCl, NH4NO3 Thế điện cực thị Ei cho cation Mn+ có dạng pM = - Thế điện cực thị Ej cho cation An- có dạng : pA = Gồm phương pháp: phương pháp hiệu chuẩn điện cực với phương pháp thêm chuẩn  Phương pháp hiệu chuẩn điện cực Xác định hệ số K thơng qua dung dịch chuẩn chất phân tích biết nồng độ Chỉ K không thay đổi chuyển từ dung dịch chuẩn dung dịch chuẩn sang dung dịch phân tích Gây sai số hệ thống  Phương pháp thêm chuẩn Chuẩn bị dung dịch phân tích, thêm dung dịch đệm, thêm chất điện li trơ Đo nguyên tố gồm cực thị cực so sánh, giá trị E’đo Thêm vào dung dịch thể tích biết trước dung dịch chuẩn có nồng độ xác định đo giá trị Câu 18: Phương pháp chuẩn độ đo thế, ứng dụng phương pháp phản ứng acid base, phản ứng oxy hóa khử, phản ứng kết tủa, phản ứng tạo phức -Khái niệm: Là phương pháp chuẩn độ mà điểm kết thúc xác định thay đổi đột ngột điện hỗn hợp dung dịch chuẩn độ -Áp dụng: phản ứng acid base, phản ứng oxy hóa khử, tạo phức kết tủa Khơng cần xác định xác giá trị mà cần biết biến đổi để xác định điểm kết thúc phản ứng chuẩn độ -Ưu điểm: (so với dùng thị màu) - Độ nhạy cao, cực phổ xung - Phân cực hóa điện cực thị (giọt thủy ngân) thời điểm thích hợp, - thường thời gian tồn cuối giọt Gồm loại: von- ampe xung thường von –ampe xung vi phân + Von- ampe xung thường: Dãy cung có biên độ tăng dần áp vào gần cuối giọt Hg Biên độ xung tăng tuyến tính,dịng đo sau đặt xung khoản 40ms Dòng tụ giảm dần đến Thời gian xung, điện cực áp vào không đổi, khơng có phản ứng điện cực + Von- ampe xung vi phân xung áp vào tuyến tính điện cực DME vào thời gian cuối giọt dòng đo lần cho giọt Hg: trước áp xung khoảng 40ms sua đặt xung (trước giọt rơi) giới hạn phát từ 10-7 – 10-8 M Von- ampe sóng vuông - Phân cực điện cực DME : xung bậc thang ( chiều dài bậc 5ms,cao 10mV) xung vuông - Độ nhạy độ phân giải cao von- ampe xung vi phân Von ampe ngược (von- ampe hòa tan) - Gồm giai đoạn: + tách điện phân chất phân tích lên vi điện cực + ngừng điện phân, hịa tan chất phân tích, xác định nồng độ - Tập trung lượng lớn chất lên bề mặt điện cực - Sự kết hợp với điện phân làm giàu với cực phổ - Thiết bị : + máy cực phổ tự ghi để theo dõi dịng + bình điện phân có điện cực Một điện cực làm việc: xảy phản ứng kết tủa chất cần phân tích - dạng kim loại hợp chất khó tan Một điện cực so sánh Một điện cực phụ trợ ( điện cực đối) Thổi khí trơ Câu 29: ứng dụng phân tích von-ampe 1.Tế bào đo oxi (tế bào Clark) -Sóng oxi -Oxi bị khử theo phản ứng: O2 + 2H+ + 2e = H2O2 H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O Cấu tạo: ‣ Điện cực công tác ( catod): điện cực Pt ‣ Điện cực bạc (anod) hình nhẫn ‣ Hệ điện cực đặt dung dịch KCl ‣ Đáy có màng thẩm thấu oxi Teflon PE • Phản ứng điện cực: catod: O2 + 4H+ + 4e- = 2H20 anod: Ag + Cl- = AgCl • Phương trình dịng khuếch tán: id = 4FPmAP(O2)/b - id: dòng đo - Pm: Hệ số thấm qua màng 02 - A: diện tích điện cực - P(O2): Nồng độ oxi dung dịch - b: bề dày màng • Ứng dụng tế bào đo oxy + Phân tích mơi trường nước +Y sinh + Quá trình lên men Tế bào đo glucose - Cấu tạo tương tự tế bào Clark - Lớp màng: + Màng polycarbonat ngăn cản đại phân tử ( protein, huyết cầu ) + Lớp enzym glucose oxidase + Lớp màng glucose oxidase + Lớp màng cellulose acetat cho phân tử nhỏ qua • Phản ứng: Glucose + O2  H2O2 + acid gluconic Glucose oxidase H2O2 khuếch tán qua màng acetat H2O2 + 2OH- = O2 + H2O + 2e Chuẩn độ ampe Xác định điểm kết thúc dựa vào biến đổi dòng khuếch tán theo thể tích dung dịch chuẩn độ Điều kiện áp dụng phương pháp: + Một chất phản ứng phải khử điện cực thủy ngân oxi hóa điện cực rắn + Trị số dòng khuếch tán tỉ lệ với nồng độ + Phản ứng nhanh hoàn toàn Áp dụng cho phản ứng tạo phức, oxy hóa khử, tạo tủa Chuẩn độ với điện cực thị - Điện cực thị: điện cực giọt thủy ngân, điện cực rắn quay: platin, graphit, điện cực rắn tĩnh - Dạng đường cong chuẩn độ: + Chọn phân cực điện cực thị: phải tạo dòng khuếch tán + Thường E âm E1/2 100-300mV + Chất cho phản ứng khử cực: chất phân tích, thuốc thử sản phẩm Chuẩn độ với điện cực thị (chuẩn độ ampe kép) - Dùng điện cực thị nhúng trực tiếp vào dung dịch phân tích ( khơng dùng điện cực so sánh) - Hai điện cực thường nhau( chất kim loại diện tích bề mặt) điện cực có chênh lệch không lớn khoảng 0.01-0.1v để gây phân cực - Trên điện cực xảy phản ứng điện hóa( khử catod oxy hóa anod chất dung dịch) từ có dịng điện qua mạch - Dạng đường cong chuẩn độ ampe kéo phụ thuộc vào tính chất thuận nghịch hệ trị số làm phân cực hai điện cực Ví dụ: ‣ Khảo sát chuẩn độ Fe(II) Ce+4 ‣ Chuẩn độ iod thiosulfat ‣ Chuẩn độ Na2S2O3 iod Ưu điểm chuẩn độ Ampe - Trong chuẩn độ thông thường cần xây dựng đường cong chuẩn độ từ nhiều điểm, chuẩn độ ampe cần số điểm trước sau điểm tương đương - Có thể sử dụng cho phản ứng acid base, kết tủa, oxy hóa khử - Độ nhạy cao phương pháp cực phổ, tới 10-6 M - Độ lặp lại phương pháp ampe tốt phương pháp cực phổ: bị ảnh hưởng dung dịch nền, đặc tính mao quản - Trong chuẩn độ ampe kép, nhiều khơng cần vẽ đường cong chuẩn độ - Có thể dùng thuốc thử hữu ... bão hòa, điện cực calomel bão hòa dùng làm điện cực so sánh thay cho điện cực hydro hầu hết phép đo điện • Ứng dụng xác định điện cực: ‣ Đo điện bề mặt điện cực ‣ Đo pH phương pháp điện hóa • Ưu-Nhược... định đo giá trị Câu 18: Phương pháp chuẩn độ đo thế, ứng dụng phương pháp phản ứng acid base, phản ứng oxy hóa khử, phản ứng kết tủa, phản ứng tạo phức -Khái niệm: Là phương pháp chuẩn độ mà điểm... tạo: Cũng phương pháp điện hóa khác, ln ln có phận là: + Bình điện hóa + Bộ điện cực (điện cực so sánh điện cực giọt thủy ngân) + Bộ phận máy đo ghi Bình điện hóa: + Chứa chất cần điện phân có