Требования к ячейке для титрования по Карлу Фишеру

Конструктивно электрохимическая ячейка состоит из двух полуэлементов. Каждый полуэлемент представляет собой
электрод, погруженный в электролит. Материал электрода должен быть электропроводящим - металл или углерод. Допускается изготовление из полупроводника. Носителями заряда в электродах являются электроны, а в электролите – ионы.

Водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl), являющийся электролитом, содержит заряженные частицы: катионы натрия Na⁺ и анионы хлора Cl^–.

Если поместить такой раствор в электрическое поле, то ионы Na⁺ будут двигаться к отрицательному полюсу, ионы Cl^– – к положительному. Расплавы солей, например NaCl, также являются электролитами.

В роли электролита также могут выступать твердые вещества, например b-глинозем (полиалюминат натрия), содержащий подвижные ионы натрия, или ионообменные полимеры.

Полуэлементы разделяются перегородкой, которая не мешает движению ионов. Она служит только для предотвращает перемешивание электролитов. Роль такой перегородки может выполнять солевой мостик - трубка с водным раствором, закрытая с обоих концов стекловатой, ионообменная мембрана, пластина из пористого стекла. Оба электрода электролитической ячейки могут быть погружены в один электролит.

Электрохимические ячейки бывают двух типов: гальванические элементы и электролитические ячейки (электролизеры):

В гальваническом элементе химические реакции протекают самопроизвольно на границе раздела электрод/электролит, а электроды соединены друг с другом проводником. Несколько гальванических элементов, соединенных последовательно, образуют батарею – химический источник тока.
В электролитической ячейке реакции на границе раздела электрод/электролит протекают за счет внешнего источника электрической энергии; последняя превращается в химическую энергию продуктов реакций, протекающих на электродах.

В титраторе Фишера Эксперт-007М титрование проводиться в кулонометрической ячейке (рис. 1). Перемешивание католита и анолита устраняет стеклянная пористая перегородка между катодом и анодом. Изоляция внутреннего объема ячейки от атмосферной влаги достигается за счет герметизации шлифовых соединений и применения хлор-кальциевой трубки с осушителем. Ввод пробы осуществляется с помощью шприца через силиконовое уплотнение порта ввода.

Рисунок 1

Ячейка кулонометрическая жидкостная с фильтром для кулонометрических титраторов ЭКСПЕРТ-007М, ЭКСПЕРТ-007МА, ЭКСПЕРТ-007МАП

корпус
катодная камера
катод
анод
индикаторные электроды
хлор-кальциевая трубка
порт ввод

Подготовка к работе кулонометрической ячейки.

Промыть хромпиком.
Дважды промыть водопроводной водой.
Ополоснуть этиловым спиртом.
Высушить при температуре 100 °C.
Закрыть пробки.
Вставить генераторный и индикаторный электроды в соответствующие разъемы.
Залить150 мл реактива Фишера в анодную камеру до уровня, обеспечивающего погружение электродов в реактив.
Включить мешалку и подсоединить индикаторные электроды к системе индикации.

ВНИМАНИЕ

После добавления пробы в кулонометрическую ячейку немедленно должно начаться титрование!

Скорость дозирования титранта может быть отрегулирована в соответствии с ожидаемым содержанием воды в пробе. Начальная стадия титрования должна быть быстрой. Затем, по мере приближения к конечной точке, скорость титрования должна уменьшаться.

Современные автотитраторы автоматически регулируют скорость титрования в соответствии с оставшимся в рабочей среде количеством воды.

Четкое определение конечной точки так же важно на данном этапе, как и при предварительном титровании. Обычно титрование проводится до 20-секундной стабильности конечной точки.

Стабильная конечная точка является ключевым показателем отсутствия проблем при титровании. Исчезающая конечная точка указывает на медленное освобождение воды из пробы или на возмущение от побочной реакции.