Меню

Амперометрический принцип измерения что такое



Амперометрия — Amperometry

Амперометрия в химии — это обнаружение ионов в растворе на основе электрического тока или изменений электрического тока.

Амперометрия используется в электрофизиологии для изучения событий высвобождения везикул с помощью электрода из углеродного волокна . В отличие от методов патч-фиксации электрод, используемый для амперометрии, не вставляется в ячейку и не прикрепляется к ней , а находится в непосредственной близости от ячейки. Измерения с электрода происходят в результате окислительной реакции груза везикул, выпущенного в среду. Другой метод, используемый для измерения высвобождения пузырьков, — это емкостные измерения.

Содержание

История

Электрохимическое или амперометрическое обнаружение, поскольку оно было впервые использовано в ионной хроматографии, было однопотенциальной или амперометрией постоянного тока, полезной для определенных электрохимически активных ионов, таких как цианид, сульфит и йодид. Развитие импульсного амперометрического обнаружения (PAD) для аналитов, которые загрязняют поверхности электродов при обнаружении, в конечном итоге помогло создать новую категорию ионной хроматографии для определения углеводов . Другое достижение, известное как интегрированная амперометрия, повысило чувствительность к другим электрохимически активным веществам , таким как амины и многие соединения, содержащие восстановленные группы серы , которые иногда слабо обнаруживаются PAD.

Было установлено, что нейротрансмиттеры можно обнаружить электрохимически , поместив угольный электрод в ткань и записав ток от окисляющих нейромедиаторов. Одно из первых измерений было выполнено с использованием электрода из углеродного волокна, имплантированного в неостриатум крыс. Дальнейшая работа была проведена на хромаффинных клетках для изучения высвобождения катехоламинов из больших плотных сердцевинных везикул.

Методы обнаружения

  • Однопотенциальная амперометрия

Любой аналит, который может быть окислен или восстановлен, является кандидатом для амперометрического обнаружения. Самая простая форма амперометрического обнаружения — это амперометрия с одним потенциалом или постоянным током (DC). Напряжение (потенциал) прикладывается между двумя электродами, расположенными в выходящем из колонны потоке . Измеренный ток изменяется по мере того, как электроактивный аналит окисляется на аноде или уменьшается на катоде. Однопотенциальная амперометрия использовалась для обнаружения анионов слабых кислот, таких как цианид и сульфид , которые проблематичны для кондуктометрических методов. Другим, возможно, более важным преимуществом амперометрии перед другими методами обнаружения этих и других ионов, таких как йодид, сульфит и гидразин , является специфичность. Приложенный потенциал можно отрегулировать, чтобы максимизировать отклик для интересующего аналита, минимизируя отклик для мешающих аналитов.

  • Импульсная амперометрия (импульсное амперометрическое детектирование, PAD)

Расширением однопотенциальной амперометрии является импульсная амперометрия, наиболее часто используемая для аналитов, которые имеют тенденцию загрязнять электроды. Аналиты, загрязняющие электроды, уменьшают сигнал при каждом анализе и требуют очистки электрода. При импульсном амперометрическом обнаружении (PAD) рабочий потенциал прикладывается в течение короткого времени (обычно несколько сотен миллисекунд), за которым следуют более высокие или более низкие потенциалы, которые используются для очистки электрода. Ток измеряется только при приложении рабочего потенциала, затем последовательные измерения тока обрабатываются детектором для получения плавного выходного сигнала. PAD чаще всего используется для обнаружения углеводов после анионообменного разделения, но дальнейшее развитие соответствующих методов показывает многообещающие результаты для аминов, восстановленных соединений серы и других электроактивных соединений.

Читайте также:  Измерение погрешности измерительных трансформаторов тока

Принцип

Чтобы зафиксировать слияние везикул, электрод из углеродного волокна приближают к ячейке. Электрод удерживается под положительным потенциалом, и когда груз из плавленой везикулы находится рядом с электродом, окисление груза переносит электроны на электрод. Это вызывает всплеск, размер которого можно использовать для оценки количества пузырьков, а частота дает информацию о вероятности высвобождения.

Источник

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ (поляриметрическое, гальванометрическое, вольтамперное титрование) — электрометрический метод титрования, основанный на измерении величины тока в зависимости от объема добавленного титрующего раствора (титранта). При этом точку эквивалентности определяют графически при помощи кривой амперометрического титрования, которая обычно состоит из двух прямых, пересекающихся в точке эквивалентности. Одна прямая соответствует изменению концентрации определяемого вещества в растворе, другая — концентрации титранта в растворе.

Концентрация титранта должна быть примерно в 10 раз больше концентрации титруемого вещества, чтобы избежать поправки на разбавление раствора при титровании. Можно показать связь между амперометрическим титрованием Е и полярографией, то есть методом анализа, основанным на регистрации зависимости силы тока от напряжения в электрической цепи, состоящей из исследуемого раствора и пары электродов. Получаемая при этом кривая называется полярографической волной. Высота этой волны (точки 1—6 на рис. 1) пропорциональна концентрации исследуемого вещества (см. Полярография).

Амперометрическое титрование проводится значительно быстрее, чем полярография. Преимущества перед полярографией: точность анализа не зависит от диаметра капилляра, вязкости раствора, температуры. Если титруемое вещество (титруемый ион) и титрант не восстанавливаются, то можно прибавить индикаторное вещество, которое участвует в окислительно-восстановительном процессе.

Для амперометрического титрования используют любой визуальный полярограф или специальную лабораторную установку (рис. 2), включающую ртутный или платиновый индикаторный электрод, электрод сравнения, источник тока, реостат, вольтметр для измерения налагаемого внешнего напряжения, гальванометр (миллиамперметр) с шунтом для измерения величины тока. При использовании осциллографического полярографа не нужно даже вычерчивать кривую титрования, так как точке эквивалентности соответствует исчезновение пика определяемого вещества или появление пика титранта. Можно титровать в мутных и темноокрашенных растворах, например в жидкостях организма или продуктах его жизнедеятельности. Анализ пробы с помощью амперометрического титрования, в отличие от полярографии, можно проводить в присутствии кислорода. Амперометрическое титрование позволяет определять вещества в количествах до 10-6моль/л. Нет опасности перетитровать исследуемый раствор. В качестве осадите лей применяют гетерополикислоты (кремневольфрамовая кислота, фосфорновольфрамовая кислота, мышьякововольфрамованадиевая кислота и другие), оксалат натрия, тетрафенилборат натрия; в качестве окислителей — перманганат калия, бихромат калия, сульфат церия, растворы комплексонобразователей (комплексон-III, ЭДТА, органические реактивы — диметилглиоксим, купферрон и другие). По реакции осаждения ферроцианидом калия можно определять цинк (в цинковой мази), ртуть, свинец, медь, барий, стронций, кобальт и другие. Амперометрическое титрование применяют в токсикологии и при судебно-медицинских экспертизах, при анализе пищевых продуктов и санитарно-гигиенических анализах для определения отдельных химических элементов и тех соединений, которые способны восстанавливаться или окисляться, например алкалоидов, антибиотиков, витаминов, гормонов, спиртов, альдегидов, кислот, углеводов, барбитуратов, металлических ядов, рентгеноконтрастных препаратов, раствора Рингера, кумаринов и других веществ.

Читайте также:  Измерение тока потребляемого usb

Библиография: Виноградова Е. Н., Галлай З. А. и Финогенова З. М. Методы полярографического и амперометрического анализа, М., 1963; Сонгина О. А. Амперометрическое титрование, М., 1967, библиогр.

Источник

Амперометрия и амперометрическое титрование

Амперометрия – частный случай постояннотоковой вольтамперомет-рии, основанной на измерении тока при постоянном фиксированном значении потенциала в области предельного тока.

Амперометрия основана на измерении тока при фиксированном потенциале индикаторного электрода в перемешиваемых растворах (или в потоке) или на вращающемся дисковом электроде. Ток возникает в результате электрохимического окисления или восстановления электро-активного вещества при наложении импульса потенциала на индикатор-ный электрод. Гидродинамическую вольтамперометрию, т.е. вольтамперо-метрию с линейной разверткой в потоке или перемешиваемом растворе, используют для выбора рабочего потенциала, соответствующего плато предельного тока на кривой «ток – потенциал», полученной на электроде с постоянной площадью поверхности в растворе, содержащем электроактив-ное соединение и фоновый электролит.

Предельный ток, измеренный при электрохимическом восстановле-нии опре­деляемого вещества Ох в гидродинамических условиях, т.е. в условиях конвективной диффузии, можно выразить следующим образом:

где mOx – число переноса, не зависящее от скорости потока; COx – концен-трация определяемого вещества.

Если число переноса постоянно, то изменение концентрации опреде-ляемого вещества можно контролировать, измеряя силу тока. Постоянство mOx поддер­живают, сохраняя постоянной толщину диффузионного слоя, т.е. перемешивая раствор или позволяя ему течь, или вращая с постоянной скоростью дисковый электрод:

где DOx – коэффициент диффузии; dOx – толщина диффузионного слоя.

Считается, что в неподвижном слое раствора (слое Прандтля) имеет место линейная диффузия. В амперометрии при движении раствора толщи-на диффузионного слоя остается постоянной и таким образом регистри-руется стационарный ток, не зависящий от времени.

Амперометрия как способ детектирования часто используется в классической титриметрии. В этом случае измерение тока применяют для фиксирования конечной точки титрования. В амперометрическом титрова-нии индикаторным электродом служит либо ртутный капающий электрод, либо платиновый или графитовый микроэлектрод. Электродом сравнения может быть насыщенный каломельный или другой поляризуемый электрод.

Вращающийся платиновый электрод. При использовании вместо ртутного капельного вращающегося платинового электрода увеличивается чувствительность титриметрических определений, поскольку при переме-шивании разрушается диффузионный слой. Обычно электрод представляет собой отрезок платиновой проволоки длиной 2 – 3 мм, горизонтально выступающий из вертикальной защитной стеклянной трубки. Трубка вра-щается со скоростью несколько сотен оборотов в минуту, причем для по-лучения воспроизводимых результатов скорость должна быть постоянной.

Титрование можно осуществлять в вольтамперометрической ячейке, регистрируя изменение тока после добавления каждой порции реагента. Поскольку обычно диффузионный ток пропорционален концентрации, кривая титрования состоит из двух прямых, пересекающихся в точке эквивалентности.

Различают три типа кривых амперометрического титрования (рис. 2.26). Кривая а получается при титровании электроактивного вещест-ва электронеактивным титрантом. В начале титрования протекает доволь-но большой диффузионный ток, который снижается по мере удаления вос-станавливающихся ионов из раствора. Как только будет достигнута точка эквивалентности, ток становится постоянным и не меняется при дальней-шем прибав­лении титранта. Если провести обратное титрование, т.е. в тех же условиях титровать электронеактивное вещество электроактивным, то получим кривую б. Кривая в получается при титровании в условиях, когда и ионы определяемого вещества, и ионы титранта восстанавливаются на индикаторном электроде.

Читайте также:  Как измерить spo2 huawei fit

Рис. 2.26. Кривые амперометрического титрования

Амперометрическое титрование применимо для многих окислитель-но-восстановительных реакций, реакций комплексообразования и осажде-ния. Метод обладает более высокой точностью, чем соответствующий прямой полярографический метод, так как каждое определение включает ряд отдельных измерений, для которых исключаются случайные ошибки.

Источник

Амперометрическое титрование

Литература : Cонгина O. А., Захаров B. А., Aмперометрическое титрование, 3 изд., M., 1979.

H. O. Tрофимов.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984—1991 .

Смотреть что такое «Амперометрическое титрование» в других словарях:

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ — электрохимический метод количественного анализа, при котором конечную точку титрования находят по резкому изменению силы тока при электролизе … Большой Энциклопедический словарь

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ — метод количеств. анализа, основанный на волътамперометрии с линейной разверткой потенциала. Конечную точку титрования устанавливают по зависимости диффузионного тока d при постоянном потенциале Е с индикаторного электрода от объема Vприбавленного … Химическая энциклопедия

амперометрическое титрование — электрохимический метод количественного анализа, при котором конечную точку титрования находят по резкому изменению силы тока при электролизе. * * * АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ, электрохимический метод… … Энциклопедический словарь

амперометрическое титрование — amperometrinis titravimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Analizės metodas, pagrįstas difuzinės elektros srovės stiprio kitimo užrašymu titruojant. atitikmenys: angl. amperometric titration vok. Amperometrie, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

амперометрическое титрование — amperometrinis titravimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Analizės metodas, pagrįstas difuzinės elektros srovės stiprio kitimo užrašymu titruojant. atitikmenys: angl. amperometric titration rus. амперометрическое титрование … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ — (от ампер и . метрия) электрохим. метод количеств. анализа, в к ром конечную точку титрования находят по зависимости предельного диффуз. тока (ток, сила к рого определяется скоростью диффузии реагирующих в в к электроду) от объёма прибавленного… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Амперометрия — амперометрическое титрование, один из электрохимических методов анализа (См. Электрохимические методы анализа) … Большая советская энциклопедия

Методы электроаналитической химии — Содержание 1 Методы электроаналитической химии 2 Введение 3 Теоретическая часть … Википедия

Титриметрический анализ — (a. titrimetric analysis, analysis by titration; н. Maβanalyse, Titration, Titrimetrie; ф. analyse titrimetrique; и. analisis titrimetrico) совокупность методов количеств. анализа, основанного на измерении кол ва реагента, расходуемого на … Геологическая энциклопедия

ТИТРИМЕТРИЯ — (от франц. titre качество, характеристика и греч. metreo измеряю), совокупность методов количеств. анализа, основанных на измерении кол ва реагента, необходимого для взаимод. с определяемым компонентом в р ре или газовой фазе в соответствии со… … Химическая энциклопедия

Источник