Введение 3
Глава 1. Предмет и содержание электрохимии 4
1.1. Историческая справка 4
1.2. Основные понятия и термины 6
1.3. Разделы электрохимии 10
Глава 2. Электрохимические методы анализа 12
2.1. Электрохимическая ячейка 12
2.2. Электрический эквивалент электрохимической ячейки 14
2.3. Электрохимический мост 15
2.4. Электрохимические методы анализа 22
2.5. Вольтамперометрические методы анализа 24
2.5.1. Прямая вольтамперометрия 31
2.5.2. Инверсионная вольтамперометрия (ИВА) 38
Глава 3. Определение ванадия V+5 методом вольтамперометрии с использованием различных типов электродов 40
3.1. Электрохимический интерфейс 41
3.2. Электрохимическая ячейка и электроды 43
3.3. Проведение эксперимента 45
3.3.1. Объемные электроды 46
3.3.2. Планарные электроды 48
Заключение 52
Список литературы 53
Электрохимия является достаточно хорошо известной областью науки и техники, которая изучает закономерности взаимного превращения химической и электрической форм энергии.
Предметом электрохимии являются процессы, протекающие на электродах при прохождении тока через растворы - электродные процессы.
Изучение этих процессов дает информацию о природе и свойствах различных веществ, а также позволяет получать с помощью электросинтеза новые химические соединения. Электрохимические процессы имеют широкое практическое применение. Гальванические элементы, преобразующие химическую энергию в электрическую, составляют основу источников тока - батарей и аккумуляторов, а также топливных элементов. Электрохимия изучает и другие электрические явления: поведение ионов в растворах электролитов и прохождение тока через такие растворы; разделение ионов в электрическом поле (электрофорез); коррозию металлов; электрические эффекты в биологических системах (биоэлектрохимия); фотоэлектрохимические процессы (влияние света на электрохимические реакции в ячейках).
На применении электрохимических процессов основан отдельный раздел аналитической химии - электрохимические методы анализа. Интенсивное развитие и широкое применение электрохимических методов анализа обусловлено высокими показателями точности, чувствительности, селективности и экспрессности. Эти методы позволяют успешно решать задачи аналитического контроля технологических процессов, окружающей среды, биологических и клинических объектов и многочисленных промышленных материалов.[1] Наиболее широкое распространение в электроаналитических методах получили электроды из углеродных материалов.
Задачей данной бакалаврской работы является определение ванадия V+5 вольтамперометрическим методом и сравнение его характеристик с использованием двух типов электродов: объемных и планарных.
В ходе выполнения бакалаврской работы:
1. Проведены измерения методом вольтамперометрии с использованием трехэлектродных ячеек для определения ванадия V+5 в модельных растворах различных концентраций с помощью электрохимического интерфейса.
2. Проведено сравнение характеристик обнаружения ванадия с использованием двух типов электродов: объемных и планарных.
3. Выяснено, что ванадий необратимо осаждается на поверхности рабочего электрода. Поэтому поверхность объемного электрода необходимо зачищать от измерения к измерению, а в случае планарных электродов - менять электрод на новый при каждом последующем измерении. Следует так же отметить, что необратимое осаждение ванадия является благоприятным для обнаружения его в условиях, далеких от лабораторных.
4. Использование планарных электродов для измерений является более удобным, так как: а) такие электроды не требуют зачистки перед каждым новым измерением и предварительной подготовки (выдерживание в растворе); б) небольшая площадь поверхности электрода обеспечивает минимальное значение емкостной составляющей остаточного тока, которая зависит от площади поверхности электрода, вследствие чего разброс точек на градуировочных графиках I(c) для ячейки с планарными электродами меньше, чем для ячейки с объемными электродами.
