วันพฤหัสบดี, 26 พฤศจิกายน 2558 10:50 by chem03

1.หลักการในการวิเคราะห์

คูลอมเมทรีเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ทางเคมีเชิงไฟฟ้าวิธีหนึ่ง โดยมีการจัดเซลล์แบบอิเล็กโทรไลต์ ก็คือจะต้องมีการให้พลังงานจากภายนอกให้กับเซลล์ และจะต้องเป็นกระแสตรง (D.C.) เทคนิคนี้จะเกี่ยวข้องกับการวัดปริมาณประจุไฟฟ้า (อิเล็กตรอน) ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของสารตัวอย่าง ดังนั้นปริมาณของสารตัวอย่างจึงสัมพันธ์กับปริมาณประจุไฟฟ้าทั้งหมดที่ให้กับเซลล์ ในการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคนี้จำเป็นที่จะต้องมีการกวนสารละลายตลอดเวลา เพื่อช่วยนำพาไอออนไปเกิดปฏิกิริยาที่ขั้วใช้งาน (working electrode) การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคนี้ จะอาศัยความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของประจุไฟฟ้าที่ใช้ กับจำนวนกรัมสมมูลของสารตัวอย่าง ตามกฎของฟาราเดย์

เพราะฉะนั้นการวิเคราะห์หาปริมาณสารตัวอย่างด้วยเทคนิคคูลอมเมทรีจะแตกต่างจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคอิเล็กโทรแกรวิเมทรี โดยเทคนิคคูลอมเมทรีเป็นการวัดประจุไฟฟ้า (อิเล็กตรอน) แต่อิเล็กโทรแกรวิเมทรีเป็นการชั่งน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นบนขั้วไฟฟ้า ซึ่งทั้งสองวิธีสามารถหาปริมาณสารตัวอย่างได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องสร้ากราฟมาตรฐาน หรือไปเทียบกับสารมาตรฐานแต่อย่างใด

 

กฎของฟาราเดย์

กฎการแยกสารด้วยไฟฟ้าของฟาราเดย์ กล่าวไว้ว่า "ปริมาณไฟฟ้าที่ผ่านเข้าในเซลล์ เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณการเปลี่ยนแปลงสมมูลของสารที่เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าของเซลล์นั้น" ซึ่งสามารถเขียนอยู่ในรูปสมการได้ดังนี้

Q = F x No.equivalents                           ............ (1)

Q    =   ปริมาณประจุไฟฟ้าที่ถูกพาเข้าสู่เซลล์ มีหน่วยเป็น C
F     =   เป็นค่าคงที่ของฟาราเดย์ มีค่าเท่ากับ 96,485 คูลอมบ์ (C) หรือ 6.022 x 1023 อิเล็กตรอน

เมื่อการไหลของกระแส (i) คงที่ที่ 1 แอมแปร์ (A) ในเวลา (t) 1 วินาที (s) จะได้ว่า

Q = i x t                                                ............ (2)

จาก (1) และ (2) จะได้ความสัมพันธ์ ดังนี้

เมื่อ n คือ จำนวนโมลของอิเล็กตรอน เช่น

n = 2 โมลของอิเล็กตรอน

 

2. เทคนิควิธีวิเคราะห์ด้วยคูลอมเมทร

การวิเคราะห์เชิงไฟฟ้าด้วยเทคนิคคูลอมเมทรีสารมารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธี ดังนี้

2.1 คูลอมเมทรีแบบควบคุมกระแสคงที่

การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคคูลอมเมทรีแบบควบคุมกระแสคงที่ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งควบคุมให้กระแสคงที่คือ แอมเพอโรสแตท (amperostat) วิธีที่สามารถทำได้โดยการไทเทรชัน (titration) จึงเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “ คูลอมเมตริกไทเทรชัน (coulometric titration) ” โดยสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์จะถูกไทเทรตด้วยไทเทรนต์ (อิเล็กตรอน) ในการวิเคราะห์จะมีการให้กระแสคงที่กับวงจรตลอดเวลา จนกว่าจะถึงจุดยุติของการไทเทรต วิธีนี้สามารถสามารถวิเคราะห์สารตัวอย่างได้ถึงระดับไมโครกรัม ( 10 -6) ทำให้มีความถูกต้องและความแม่นยำสูง 

 

2.2 คูลอมเมทรีแบบควบคุมศักย์ขั้วไฟฟ้า

เทคนิคการวิเคราะห์คูลอมเมทรีแบบควบคุมศักย์ไฟฟ้านี้ จะมีหลักการของการหาปริมาณสารตัวอย่างเช่นเดียวกับเทคนิคอิเล็กโทรแกรวิเมทรีแบบควบคุมศักย์ขั้วไฟฟ้า กล่าวคือ จะต้องมีอุปกรณ์สำคัญคือ โพเทนชิออสเตท (potentiostate) ที่ทำหน้าที่ในการควบคุมศักย์ไฟฟ้าของขั้วใช้งาน (working electrode) เพื่อให้ค่าศักย์ไฟฟ้ามีค่าคงที่ตลอดการวิเคราะห์ แต่ในเทคนิคคูลอมเมทรีจะมีการบันทึกกระแสที่ใช้ ณ เวลาต่าง ๆ ของการวิเคราะห์ จนกระทั่งปฏิกิริยาการแยกสารตัวอย่างให้ผลเสร็จสมบูรณ์ และการคำนวณหาปริมาณสารตัวอย่างที่เกิดขึ้นในการวิเคราะห์ สามารถทำได้โดยการอินทิเกรตข้อมูลจากกราฟของกระแสกับเวลา ซึ่งก็คือปริมาณประจุไฟฟ้าที่ใช้ทั้งหมด 


3. การประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์

การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคคูลอมเมตริกไทเทรชัน ใช้ในการวิเคราะห์หาชนิดและปริมาณของไอออนโลหะในสารละลายตัวอย่าง และยังสามารถใช้ได้กับการวิเคราะห์ด้วยวิธีไทเทรตทางเคมีทุกรูปแบบ เช่น ปฏิกิริยาสะเทินของกรดและด่าง ปฏิกิริยาการตกตะกอน ปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อน และปฏิกิริยารีดอกซ์ ปัจจุบันได้มีการประยุกต์และปรับปรุงเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ทันสมัย สามารถวิเคราะห์ได้อย่างอัตโนมัติ เช่น การใช้คอมพิวเตอร์มาควบคุมการทำงานของเครื่องมือ ทำให้การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการที่มีการวิเคราะห์เป็นประจำ มีความสะดวก รวดเร็ว ถูกต้อง และแม่นยำสูง

วันพฤหัสบดี, 26 พฤศจิกายน 2558 10:33 by chem03
วันอาทิตย์, 01 พฤศจิกายน 2558 21:23 by chem03
วันอังคาร, 06 ตุลาคม 2558 13:37 by chem03
วันพุธ, 30 กันยายน 2558 19:46 by chem03
วันพุธ, 23 กันยายน 2558 21:30 by chem03
วันพุธ, 09 กันยายน 2558 21:36 by chem03
วันพฤหัสบดี, 27 สิงหาคม 2558 22:53 by chem03
วันพฤหัสบดี, 27 สิงหาคม 2558 22:52 by chem03
วันเสาร์, 08 สิงหาคม 2558 22:28 by chem03
วันอาทิตย์, 02 สิงหาคม 2558 19:52 by chem03
วันอาทิตย์, 19 กรกฎาคม 2558 21:17 by chem03

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon