Opis metody
Woltamperometria inwersyjna pozwala na oznaczenie związków elektrodowo czynnych w zakresie stężeń 10-9 – 10-11mol/l. Metoda jest bardzo czuła i najtańsza spośród metod oznaczania kationów metali, anionów nieorganicznych i grup związków organicznych. Woltamperometria dzieli się na dwa etapy: wydzielanie małych ilości pierwiastków oznaczanych na wiszącej kroplowej elektrodzie rtęciowej oraz właściwe oznaczanie.
W pierwszym etapie następuje elektrolityczne wydzielenie oznaczonej substancji z roztworu i osadzenie jej na elektrodzie pracującej czyli wiszącej kropli rtęci. Proces ten jest nierejestrowany, zachodzi na drodze mieszania roztworu.
Na kropli rtęci tworzą sie amalgamaty Cd(Hg) i Pb(Hg), a jony Cd2+ i Pb2+ znajdujące się na elektrodzie rtęciowej ulegają zatężeniu na kropli rtęci.
Drugi etap polega na rozpuszczeniu substancji, która wydzieliła się na elektrodzie przy inwersji kierunku zmian potencjału elektrody. Następuje anodowa reakcja rozpuszczania kadmu i ołowiu.
Anodowe rozpuszczanie jest procesem dyfuzyjnym i rejestrowane jest w postaci fali woltamperom etycznej.
Potencjały półfali dla kadmu i ołowiu.
| Poradnik | Doświadczenie | |
|---|---|---|
| kadm | -640 mV | -505 mV |
| ołów | -380 mV | -295 mV |
Wyniki doświadczalne są zaniżone w stosunku do wyników tablicowych. Może być to związane z zależnością potencjału półfali od elektrolitu podstawowego. Wartości z literatury zostały otrzymane w innych warunkach temp., oraz pH.
Obliczenia.
Dla poszczególnych pierwiastków sposób przeliczenia stężeń jest identyczny.
I dodatek wzorca:
II dodatek
III dodatek
Stężenia dla kadmu i dla ołowiu są takie same, gdyż stężenia roztworów wzorcowych były identyczne. Objętości każdego dodatku również były identyczne.
Z równań uzyskanych na podstawie wykresów obliczam stężenia jonów w naczynku.
Kadm
W 100 ml wody wodociągowej:
Ołów
W 100 ml wody wodociągowej:
Wnioski
Dzięki woltamperometrii inwersyjnej udało się oznaczyć stężenie jonów kadmu i ołowiu w wodzie wodociągowej. Porównując stężenie kadmu i ołowiu w wodzie wodociągowej można zauważyć, że stężenie kadmu jest mniejsze. Wartość dopuszczalna stężenia kadmu w wodzie wynosi 0,05mg/dm3 co daje wartość 4,45x10-7 mol/l. Porównując tą wartość z otrzymaną w doświadczeniu ( 2,58x10-7mol/l) można zauważyć, że dopuszczalna norma została przekroczona. W przypadku jonów ołowiu dopuszczalne stężenie wynosi 0,05mg/dm3 co daje wartość 2,41x10-7 mol/l. Porównując to stężenie z otrzymanym w doświadczeniu (1,21x10-6mol/l) widać, że norma została przekroczona. Przekroczone ilości ołowiu i kadmu znajdujące się w wodzie wodociągowej mogą być wynikiem tego, że wiele zakładów wodociągowych pobiera wodę z rzek czy zbiorników wodnych. Woda ta jest zatruta ściekami przemysłowymi zawierającymi duże ilości ołowiu i kadmu.