Курсовая теория на тему Определение концентрации трудно растворимых веществ электрохимическими методами

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ РАСТВОРА И РАСТВОРИМОСТИ 4
1.1 Определение раствора и его свойства 4
1.2 Понятие растворимости 9
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ТРУДНОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ 17
2.1 Основные понятия электрохимии 17
2.2 Электрохимические методы анализа 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32

Введение:

Электрохимия — это раздел физической химии, который рассматривает системы, содержащие ионы (растворы или расплавы электролитов) и процессы, происходящие на границе двух фаз с участием заряженных частиц.
Первые идеи о взаимосвязи химических и электрических явлений были известны в 18 веке, так как было проведено огромное количество физико-химических экспериментов с электрическими и грозовыми разрядами, с зарядами в лейденских банках, но все они имели случайный характер из-за отсутствие постоянного мощного источника электрической энергии. Происхождение электрохимии связано с именами Л. Гальвани и А. Вольта. Изучая физиологические функции лягушки, Гальвани случайно создал электрохимическую цепь. Он состоял из двух разных металлов и подготовленной лягушачьей лапки. Лапа была одновременно электролитом и индикатором электрического тока, но вывод был неверным, то есть, согласно Гальвани, этот электрический ток, который появился в цепи, был животного происхождения, то есть он был связан с функциональными характеристиками организм лягушки (теория «животного электричества»).
Правильная интерпретация экспериментов Гальвани была дана А. Вольта. Он создал первую батарею гальванических элементов — вольт-полюс. Элементы батареи состояли из медных и цинковых дисков, а губчатый материал, пропитанный соленой водой или кислотой, служил электролитом. Именно эта связь позволила получить электрический ток. Вскоре труды великих ученых А. Вольта, Дж. Даниэля, Б.С. Якоби, П. Р. Багратион, Г. Планте и другие оказались простыми в использовании мощными гальваническими элементами и батареями. Затем А. Вольта разработал серию металлических напряжений. Если два разных металла приводятся в контакт, а затем разделяются, то с помощью физических средств, например, электроскопа, вы можете видеть, что один металл приобрел положительный заряд, а другой — отрицательный. Эта серия металлов, в которой каждый предшествующий металл заряжен положительно, но после контакта с любым последующим металлом, то есть серией Вольт, оказалась аналогичной серии напряжений.
Далее, в начале 19-го века был развит электролиз, и М. Фарадей установил количественные законы электролиза. Ученые внесли большой вклад в развитие электрохимии: С. А. Аррениус, В. Ф. Оствальд, Р. А. Колли, П. Дебай, В. Нернст, Г. Гельмгольц и другие. В настоящее время электрохимия делится на теоретическую и прикладную. Благодаря использованию электрохимических методов он связан с другими отраслями физической химии, а также с аналитической химией и другими науками.
Таким образом, объект исследования – трудно растворимые вещества, а его предмет – определение концентрации трудно растворимых веществ электрохимическими методами.
Цель исследования – изучение методов определения концентрации трудно растворимых веществ электрохимическими методами.
Задачи исследования:
1. Изучить понятие раствора;
2. Рассмотреть понятие растворимости;
3. Проанализировать основные понятия электрохимии;
4. Изучить электрохимические методы анализа.

Заключение:

В работе проведен обзор основных методов электрохимических исследований, подробно описаны их принцип и применение.
Электрохимические методы анализа — это группа методов количественного химического анализа, основанных на использовании электролиза.
Разновидностями метода являются электрогравиметрический анализ (электроанализ), внутренний электролиз, контактный обмен металлов (цементация), полярографический анализ, кулонометрия и т. д. В частности, электрогравиметрический анализ основан на взвешивании вещества, высвобождаемого на одном из электродов. Метод позволяет не только количественно определять медь, никель, свинец и т. д.,н и разделять смеси веществ.
Кроме того, методы электрохимического анализа включают методы, основанные на измерении электрической проводимости (кондуктометрия) или потенциала электрода (потенциометрия). Некоторые электрохимические методы используются для определения конечной точки титрования (амперометрическое титрование, кондуктометрическое титрование, потенциометрическое титрование, кулонометрическое титрование).

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ РАСТВОРА И РАСТВОРИМОСТИ
1.1 Определение раствора и его свойства
В девятнадцатом веке физические смеси считались растворами, в которых не было взаимодействия между растворителем и растворенным веществом. Д. И. Менделеев (1887) разработал теорию химических растворов, в которой процесс образования растворов рассматривается как химическое взаимодействие растворителя с растворимым веществом. Продуктами этого взаимодействия являются специальные соединения: гидраты (для водных растворов) или сольваты (для неводных растворов), которые отличаются от обычных соединений неопределенностью их состава. Д. И. Менделеев дал следующее определение действующего в настоящее время решения: растворы представляют собой системы жидкой диссоциации, образованные частицами растворителя и растворенного вещества, и теми неопределенными, но экзотермическими соединениями, которые образуются между ними [2].
Растворы делятся на неэлектролиты, которые не проводят электрический ток, и электролиты, которые являются проводниками тока. В неэлектролитных растворах растворенное вещество находится в форме молекул, а в растворах электролитов — в форме ионов. Молекулы и ионы образуют соединения с растворителем как по донорно-акцепторному механизму, так и из-за водородных связей, а также из-за ван-дер-ваальсовых сил; следовательно, состав образующихся сольватов является неопределенным.
Например, когда соли растворяются в воде, образуются катионные и анионные гидраты. В катионных гидратах 4–6 ближайших молекул воды связаны с катионом донорно-акцепторным взаимодействием и образуют аквакомплексы, а многие другие молекулы Н2О связаны с ними водородными связями и межмолекулярным взаимодействием.