A. A. Yusupxodjayev, M. S. Saidova

Bevosita kulonometriya.
Faradey qonunlaridan foylalanishga asoslangan va elektrokimyoviy reaksiyasi o‘tkazishda eritmadan o‘tgan elektr miqdorini o‘lchashdan iborat. Tahlil uchun eng oddiy qurilma 2.58 - rasmda tasvirlangan.
Elektrolit yacheykadan o‘tgan tok kulonometrga keladi va metallning tuzi eritmasidan elektrodda metall ajralib chiqishini taminlaydi. Yuvib quritilgan elektrodni tarozida tortib ajralib chiqqan metall massasi aniqlanadi va shunga qarab elektrolitik miqdori hisoblab chiqiladi. Hozirgi vaqtda shkalali elektr miqdorini hisoblashga imkon beruvchi elektr qurilmani kulonometrlar qo‘llanila boshlandi.
Kulonometrik va elektrolitik yacheyka orqali bir xil miqdorda elektr miqdori o‘tadi. Bir xil miqdordagi elektr toki ta’sirida ekvivalent miqdordagi moddalar ajralishini e’tiborga olib, elektrokimyoviy oksidlangan yoki qaytarilgan moddani miqdorini hisoblash mumkin:
P= Q M / n F
P - kulonometrda olingan modda massasi, g;
M - moddani molekulyar, ion, atom massasi;
Q - elektr energiyani miqdori, kulonda;
P - elektrokimyoviy reaksiyada ishtirok etayotgan elektronlar soni.

2.58-rasm. Tekshiriluvchi eritma solingan va elektrodlar botirilib quyilgan elektrolitik yacheyka. Yacheykada ko‘pincha simob foydalaniladi, chunki vodorod ajralishida uchta kuchlanishga ega;
2-kulonometr, butun sistemadan o‘tgan elektr miqdorini aniqlashga imkon beruvchi asbob. Amaliyotda gazli, mis va kumush galogeni kulonometrlar ishlatiladi. Gazli kulonometrlarda elektr miqdori kulonometrdan o‘tgan elektr miqdori kulonometrdan o‘tgan elektr toki ta’sirida suvning elektrolizida (tuz ishtirokida) ajralib chiqqan kislorod hamda vodorodning hajmi orqali aniqlanadi. Misli va kumushli metall (mis yoki kumush) miqdori bo‘yicha aniqlanadi;
3-doimiy tok manbai;
4- reostat;
5- voltmetr;
6- mikroampermetr;
Sanoatda ishlab chiqariladigan, kulonometriyada foydalaniladigan asboblar anchagina murakkabdir. Kulonometriyada foydalaniladigan asboblarga elektrolizyorlar, elektrodlar kiradi.
Elektrolizyorlarning tuzilishi qo‘llaniladigan usullarga bog‘liq bo‘lib, ko‘pincha yangi namunalarni tahlil qilishda uni tuzilishini o‘zgartirish talab qilinadi. SHu munosabat bilan kulonometrik tahlilning ba’zi usullarida ishlatiluvchi ayrim elektrolizyorlarnitasnifini ko‘rsatib o‘tamiz.
Ideal elektrolizyorlar quyidagi shartlarni qanoatlantirish kerak: germetiklik, termostatlash, erigan elektro faol gazlarni chiqarib yuborish uchun gaz kiritish, tekshiriluvchi eritmani yaxshilab aralashtirilishi, elektrodlarning mexanik yoki magnitli aralashtirgichning va elektrolitik kalitning yaxshi joylashuvi, anod va katod atrofidagi moddalarning bir kameradan ikkinchisiga diffuziyalanmasligi. Lekin kulonometrik tahlil o‘tkazishning barcha xollarida ko‘rsatilgan shartlarning hammasiga rioya qilish shart emas. Masalan, termostatlash xona haroratidan yuqoriroq yoki pastroq haroratlarda ishlash talab qilinadigan hollardagina zarur. Germetitni va ideal gaz kiritishni ta’minlash elektrod jarayonlarida yoki kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etib, tekshirish natijalarini bo‘zilishiga sabab bo‘luvchi SO₂, O₂, N₂, NH₃, HS₃ kabilar eritma tarkibida mavjud bo‘lgan yoki havoda o‘tishi mumkin bo‘lgan xollardagina kerak.
Boshqa barcha talablarga rioya qilinishi shart. Mexanik yoki magnitli aralashtirgich yordamida aralashtirish elektrokimyoviy reaksiya tezligini oshirishdan tashqari, elektr ta’sirida hosil bo‘lgan mahsulotning aniqlanuvchi modda bilan samarali ta’sirlanishini ham ta’minlaydi. Oxirgi nuqtani elektrokimyoviy yo‘li bilan aniqlashda generatorli va indikatorli elektrodlar shuningdek, bitta eritmaning o‘ziga boshqalari bilan birga tushirilgan qo‘shimcha elektrodlar elektrolizyorlar kamerasida bir-biriga va aralashtirgichga tegmaydigan qilib o‘rnatilishi kerak.
Elektrodlar. Kulonometrik tahlilda ikkita ishchi elektrod talb qilinadi. Zaruriy elektrokimyoviy reaksiya boradigan elektrod generator (yoki ishchi) elektrod, ikkinchisi esa yordamchi elektrod deyiladi. Bulardan tashqari potensiostatik kulonometriyada taqqoslash elektrodi ham talab qilinadi va u orqali generator elektrodning potensiali nazorat qilinadi. Kimyoviy reaksiyalar tugaganligini aniqlashning elektrokimyoviy usullaridan foydalaniladigan kulonometrik titrlashda tegishli qo‘shimcha indikator elektrodlar ham bo‘lishi kerak.
Generator elektrodlar tayyorlash uchun platina, oltin, kumush, amalgamalar, grafit, ba’zan volfram, mis, qo‘rg‘oshin va boshqalardan foydalanish mumkin. Bulardan platina va simob eng ko‘p ishlatiladi. Platina anoddagi jarayonlar uchun ko‘proq yaroqlidir. Moddalarning elektr ta’sirida o‘zgarishi elektrod potensialining vodorod ajraladigan ko‘ra musbatroq qiymatlarida sodir bo‘ladagan xollarda katoddagi jarayonlar uchun ham platina ishlatish mumkin. Simob elektrodda vodorodning o‘ta kuchlanishi katta bo‘lgani sababli deyarli barcha katod jarayonlarini amalga oshirish mumkin. Ammo simobning anodda oson erishi sababli elektrolizni NVE potensiali qiymatlaridan olib borib bo‘lmaydi. SHunday qilib bu elektrod bir-birining kamchiligini to‘ldiradi.
Oltin Au elektrod galogenidlarni va kumush Ag⁺ bilan yaxshi erimaydigan hamda kompleks birikmalar hosil qiluvchi anionlarni aniqlashda kumush Ag⁺ ni hosil qiluvchi sifatida ishlatiladi.
Ba’zi hollarda vodorodning o‘ta kuchlanishini orttirish uchun nodir metallar yuzasi simob qatlami bilan elektrolitik usulda yoki simobda ma’lum vaqt tutib turish yo‘li bilan qoplanadi: ba’zan esa tegishli amalgamalar qo‘llaniladi.
Grafit elektrod nodir metallardan tayyorlangan elektrodlarga nisbatan potensialning manfiyroq qiymatida ishlash imkonini beradi. Lekin g‘ovakligi sababli eritmadagi moddalarni adsorbsiyalanishi natijasida elektr prametrlarini o‘lchashda takroriy natijalar bir xil chiqmaydi va qoldiq tok ancha katta bo‘ladi. Lekin grafitga tegishlicha ishlov berilganda (unga turli smolalar, parafin va boshqalar shimdirish) grafitni juda foydali generator (shuningdek, indikator) elektrod sifatida ishlatish mumkin.
Metall elektrodlarni turlicha shakllarda yasash mumkin: ular plastinkalar, simlar, spirallar xolida foydalaniladi. Grafit elektrodlar, odatda, silindr shaklida bo‘ladi. Katta sathli elektrod uchun simob elektrolizyor tubiga qo‘yiladi. Bunda barcha kontaktni amalga oshirish uchun idish tubiga nodir metall simi kavsharlanadi, simning ikkinchi uchi tokli (mis) simga o‘lanadi. Ba’zan metall elektrodlar mis simga kavsharlanadi, so‘ngra sim bilan birgalikda shisha naycha uchiga kavsharlanadi.
Yordamchi elektrod sifatida asosan nodir metallardan yasalgan elektrodlar, ko‘pincha platina ishlatiladi. Ba’zan anodda platinaniemiruvchi gaz xolatidagi xlor ajralib chiqish ehtimoli bo‘lganida kumush elektrod ishlatiladi. Bu esa yordamchi elektrodni generator elektrod bilan bir kamerada o‘rnatishga imkon beradi.
Taqqoslash eletrodlari qutblanmaydigan bo‘lishi, ya’ni ulardan kichik tok o‘tganida potensiali o‘zgarmaydigan bo‘lishi kerak. Taqqoslash elektrodi sifatida to‘yingan kalomel elektrod ko‘proq ishlatiladi, lekin boshqa taqqoslash elektrodlaridan ham foydalanish mumkin.