Mekhoa ea Electrogravimetric ho Khemistri ea Tlhahlobo
Electrogravimetry ke mokhoa oa khale empa o ntse o le bohlokoa k'hemistring ea tlhahlobo, haholo-holo bakeng sa ho lekanya li-ion tsa tšepe ka har'a tharollo. Mokhoa ona o kopanya melao-motheo ea electrochemistry le gravimetry: analyte e beoa e le tšepe holim'a electrode ka electrolysis, 'me precipitate e hlahang e beoa ho bala bongata ba analyte. Hobane sephetho sa ho qetela ke tekanyo ea boima, electrogravimetry e tsejoa e na le ho nepahala ho hoholo ha maemo a liteko a laoloa hantle.
Tlhaloso le Melao-motheo ea Motheo
Ka mantsoe a bonolo, electrogravimetry ke mokhoa oa tlhahlobo ea bongata oo ho oona mofuta (hangata cation ea tšepe) o kenngoang holim'a electrode ka motlakase, ebe keketseho ea boima ba electrode e sebelisoa ho fumana hore na mofuta oo ke bokae sampole. Hangata precipitate e thehoa cathode ka karabelo ea phokotso:
Mⁿ⁺ + ne⁻ → M(s)
Tšepe e entsoeng ka M e khomarela bokaholimo ba cathode. Ka mor'a hore electrolysis e phethehe, electrode e hlatsuoa, ea omisoa, ea pholisoa ka har'a desiccator, ebe e beoa boima. Phapang ea boima pele le ka mor'a electrolysis ke boima ba tšepe e kentsoeng.
Ka lehlakoreng le leng, dikarabelo tsa oxidation hangata di etsahala ho anode, jwalo ka oxidation ya metsi ho hlahisa oksijene. Sebopeho sa electrolyte e tshehetsang, pH, le bokgoni bo sebediswang di tlameha ho kgethwa ho laola karabelo e lakatsehang le ho fokotsa dikarabelo tse ka thoko tse kang phetoho ya haeterojene ho cathode, e leng se ka senyang boleng ba depositi.
Likarolo le Lisebelisoa
Sete e tloaelehileng ea liteko tsa electrogravimetric e kenyelletsa:
1. Mohloli oa motlakase: e ka ba phepelo ea motlakase ea DC e nang le taolo ea hona joale (galvanostatic) kapa taolo e ka bang teng (potentiostatic).
2. Sele ea electrolysis: sejana sa khalase se tšoereng tharollo ea sampole le electrolyte e tšehetsang.
3. Electrode e sebetsang (cathode): moo tšepe e kentsweng teng, hangata ke poleiti ea platinum, nickel, kapa electrode e khethehileng joalo ka "platinum gauze" ho eketsa sebaka sa bokaholimo.
4. Electrode e hanyetsanang (anode): ka kakaretso e sa sebetseng (platinamo kapa graphite) e le hore e se ke ea qhibiliha.
5. Sistimi ea ho hlohlelletsa: sehlohlelletsa sa makenete kapa sehlohlelletsa sa mechini ho potlakisa phetiso ea boima (ho fokotsa lithibelo tsa ho hasana).
6. Tekanyo ea tlhahlobo: ho nepahala ho hoholo (ho fihlela ho 0,1 mg kapa ho feta) bakeng sa li-electrode tsa boima.
Bohloeki ba di-electrode bo bohlokwa. Bokaholimo ba di-electrode bo lokela ho se be le mafura, di-oxide le ditshila ho netefatsa hore di-deposit di kgomarela ka ho lekana mme di hane ho petsoha.
Mekhoa ea Taolo: Hona Joale e sa Feleng vs Bokhoni bo sa Feleng
Electrogravimetry e ka etsoa ka mekhoa e 'meli e meholo:
1. Electrogravimetry ea Hona Joale e sa Feleng (Galvanostatic)
Mokhoeng ona, motlakase o lula o tsitsitse ho pholletsa le electrolysis. Molemo ke sesebelisoa se bonolo. Leha ho le joalo, ha mahloriso a li-ion tsa tšepe a fokotseha, bokhoni ba cathode bo ka fetohela boemong bo bobe haholoanyane, bo bakang liketso tse mpe (mohlala, phokotso ea H⁺ ho ea ho H₂). Ka lebaka leo, depositi e ka ba thata, ea ba le masoba, kapa ea se khomarele hantle.
2. Electrogravimetry e ka Khonehang e sa Feleng (Potentiostatic)
Mokhoeng ona, bokgoni ba electrode e sebetsang bo laolwa ka boleng bo itseng e le hore karabelo ya analyte feela e etsahale ka ho kgetha. Mokgwa ona o thusa haholo bakeng sa karohano e kgethilweng ya ditshipi tse mmalwa ho latela dipharologanyo tsa bokgoni ba phokotso. Mathata ke hore sesebediswa se rarahane haholo (se hloka potentiostat), mme ho fumana maemo a nepahetseng ho hloka kutlwisiso e betere ya electrochemistry.
Mehato ea Tlhahlobo ea Electrogravimetric
Ts'ebetso e akaretsang ea electrogravimetry e kenyelletsa mehato e latelang:
1. Ho lokisa di-electrode: di-electrode di hlwekiswa, di omiswa, di phodiswa ka hara desiccator, ebe di behwa boima (boima ba pele).
2. Tokiso ea tharollo: sampole ea qhibiliha 'me pH ea lokisoa 'me ho eketsoa li-electrolyte tse tšehetsang (mohlala, H₂SO₄, HNO₃, kapa letsoai le sa sebetseng) ho eketsa conductivity le ho tsitsisa maemo.
3. Electrolysis: motlakase kapa bokgoni bo sebediswa ha tharollo e ntse e hlohlelletswa. Nako ya electrolysis e lokiswa ho fihlela ion e rerilweng e batla e fokotsehile ka botlalo.
4. Teko e felletseng ea pula: e ka etsoa ka ho nka tharollo e nyane le ho eketsa reagent e itseng ho netefatsa hore ha ho na li-ion tsa tšepe tse setseng, kapa ho shebella motlakase o theohelang haufi le lefela taolong e itseng.
5. Ho hlatsoa ka li-electrode: electrode e hlatsuoa ka metsi a hloekisitsoeng ho tlosa electrolyte efe kapa efe e khomarelang, ebe e hlatsuoa ka joala kapa solvent e feto-fetohang ho potlakisa ho oma.
6. Ho omisa le ho bekha: electrode e omiswa mochesong ho latela mofuta oa depositi, e phodisoa ka har'a desiccator, ebe e beoa (boima ba ho qetela).
7. Ho bala dikahare: boima ba precipitate bo sebediswa ho bala di-moles tsa tshepe le mahloriso a sampole.
Palo e bonolo ka ho fetisisa ke:
– boima ba tšepe = boima ba ho qetela ba elektrode – boima ba pele ba elektrode
– di-moles tsa tshepe = boima ba tshepe / Monghadi wa tshepe
– dikahare = di-moles kapa boima ba tshepe ka bongata ba sampole
Mabaka a Amang Boleng ba Marotholi
Katleho ea electrogravimetry e itšetlehile haholo ka boleng ba precipitate e entsoeng. Lintlha tse ling tse khethollang ke tsena:
– Sekhahla sa hona joale: Ho phahama haholo ha hona joale ho fella ka ho ba le masalla a mahoashe, a kang spong. Ho theoha haholo ha hona joale ho etsa hore ts'ebetso e liehe 'me ho ka eketsa kotsi ea tšilafalo.
– pH le sebopeho sa electrolyte: li ama tlhahiso ea li-ion tsa tšepe le tlholisano ea karabelo (mohlala, phetoho ea haeterojene).
– Mocheso: o eketsa kinetics ea karabelo le ho hasana, empa o ka ama botsitso ba karabelo e ka thoko ea precipitate kapa trigger.
– Ho hlohlelletsa: ho ntlafatsa ho tsamaisa ha bongata e le hore seretse se be se ts'oanang haholoanyane.
– Boteng ba metsoako e rarahaneng: ligand tse itseng li ka fokotsa mahloriso a li-ion tse lokolohileng ka hona tsa fetola bokhoni ba pula le ho thusa karohano e khethiloeng.
Sepheo se seholo ke ho hlahisa ho potlaka ho tiileng, ho khomaretsoeng ka thata le ho hloekileng. Ho potlaka ho oelang habonolo kapa ho nang le li-electrolyte tse tšoasitsoeng ho tla fetola liphetho tsa boima.
Likopo ho Khemistri ea Analytical
Electrogravimetry e sebediswa haholo bakeng sa tlhahlobo ya ditshipi tse kang Cu, Ni, Ag, Zn, Pb, Cd, le tse ding, ka bobedi disampoleng tsa diindasteri le tsa tikoloho. Ditshebediso tse tlwaelehileng di kenyeletsa:
– Ho fumana hore na koporo e bokae ka hara tharollo ya plating (bath ya electroplating).
– Tlhahlobo ea nickel le cobalt litšepeng tse itseng tse nang le maemo a ka bang teng a karohano.
– Ho fumana silevera disampoleng tsa difoto kapa ditshila tse nang le di-ion tsa Ag⁺.
– Tlhahlobo ea litšepe tse boima litharollong tsa ho ntša metsi lits'ebetsong tsa tšepe.
Ntle le ho fumana tekanyo e le 'ngoe, electrogravimetry e ka boela ea sebelisoa e le mohato oa karohano pele ho tlhahlobo e 'ngoe, mohlala ho tlosa litšitiso tse itseng tsa tšepe e le hore litekanyo tsa spectrophotometric kapa titration li be tse khethang haholoanyane.
Melemo le Meeli
Melemo ea electrogravimetry:
1. E nepahetse ebile e nepahetse hobane tekanyo e itshetlehile ka boima.
2. Ha e hloke maemo a titrant joalo ka ha ho etsoa ka titration.
3. E ka fihlella khetho e phahameng ka taolo e ka bang teng.
4. E loketse bakeng sa mahloriso a tšepe a mahareng ho isa ho a phahameng.
Meeli ea electrogravimetry:
1. E hloka nako ea electrolysis e ka bang telele haholo, haholo-holo maemong a tlase.
2. E ka angoa ke tšitiso ea karabelo e ka thoko (mohlala, haeterojene) le tšilafalo ea sediment.
3. Ho hloka tsebo ea ho lokisa li-electrode le maemo a ho laola.
4. Ha e lokele hakaalo bakeng sa di-analyte tse seng tsa tshepe kapa mefuta e sa senyeheng habonolo ke boemo ba electrode.
Qetello
Electrogravimetry ke mokhoa oa tlhahlobo ea bongata o sebelisang pula ea electrolytic le boima ba boima ho fumana hore na tšepe e bokae sampoleng. Le hoja e le mokhoa oa khale, electrogravimetry e ntse e le ea bohlokoa k'hemistring ea tlhahlobo ka lebaka la ho nepahala ha eona, melao-motheo e hlakileng, le bokhoni ba karohano e khethiloeng ka taolo e ka bang teng. Katleho ea mokhoa ona e khethoa haholo ke taolo ea liparamente tse kang hona joale/bokhoni, pH, ho hlohlelletsa, mocheso le bohloeki ba electrode. Ka ntlafatso e nepahetseng, electrogravimetry e fetoha sesebelisoa se tšepahalang sa tlhahlobo ea tšepe masimong a fapaneng, ho tloha indastering ea ho poleiti ho ea ho tlhokomelo ea tšepe e boima.
Haeba o lakatsa, nka eketsa mehlala ea lipalo tsa lipalo (mohlala, ho fumana Cu²⁺) kapa ka etsa mofuta oa thuto haholoanyane oa sengoloa se felletseng ka litšupiso le buka ea libuka.
