Hva er coulometri?

February 16  by Eliza

Coulometri er en form for kvantitativ analyse benyttes for å bestemme konsentrasjonen av et stoff i oppløsning - vanligvis referert til som analytten - ved å måle mengden av strøm som kreves for å endre oksidasjonstilstand av stoffet. Oksydasjonstilstanden av analytten kan reduseres ved tilsetning av elektroner eller økes ved å fjerne elektroner. Overføring av elektroner til eller fra en substans som kan finne sted på kjemisk reduksjon-oksidasjonsreaksjoner, men kan også oppnås ved elektrisitet, noe som er en strøm av elektroner, ved hjelp av elektrolyse. Ved å måle mengden av elektrisk ladning overføres under fullstendig oksydasjon eller reduksjon av analytten ved elektrolyse, er det mulig å beregne den mengde som var til stede. Dette er i samsvar med Faradays lov for elektrolyse første, hvor det fremgår at mengden av et stoff transformert under elektrolysen er i direkte forhold til mengden av strøm overføres.

I kjemi, er måleenheten for den mengden av et stoff som normalt mol, som er definert som antall atomer i 0,42 gram (12 gram) av karbon-12. Elektroner kan også måles i føflekker. Det er derfor mulig å beregne hvor mange mol elektroner ville være nødvendig for å omdanne, for eksempel, en gitt mengde av kobber i løsningen fra dens to oksidasjonstilstanden til nøytral kobbermetall. To mol elektroner er nødvendig for hvert mol kobber: Cu 2+ + 2e - -> Cu. Således, i en oppløsning inneholdende en ukjent mengde av Cu 2+ ioner, mengden tilstede, målt i mol, kan bestemmes ved å måle mengden av elektroner, i mol, som er brukt ved utførelse av denne omdannelse til fullføring.

Elektrisk ladning måles i anhenger, ett coulomb er hvor mye strøm som overføres av en strøm av én ampere i ett sekund. Et mol elektroner tilsvarer drøyt 96 485 coulombs. Ved å måle hvor lang tid det tar for en kjent strøm for å fullføre en reaksjon lik den ovenfor, kan antallet mol av elektroner som benyttes beregnes, og fra dette, antall mol av analytten bestemmes. Denne typen coulometri er kjent som styrt strøm coulometri eller coulometriske titrering. Metoden krever et middel for å bestemme når endepunktet av reaksjonen er nådd, for eksempel en kjemisk indikator.

En annen type analyse coulometrisk styres potensial coulometri. I dette tilfelle er en konstant elektrisk potensial opprettholdes og strømmen måles. Ettersom reaksjonen skrider frem, den nåværende minker og nærmer seg null når reaksjonen er fullført. Antallet mol av analytt kan beregnes ut fra den tid det tar for strømmen å falle til null.