VI.1. Coulometrie za konstantního potenciálu

Příklad VI.1.1 

Do elektrolytické nádobky se rtuťovou katodou, obsahující 50 ml 1M-NH₃ a 1M-NH₄Cl, bylo přidáno 25 ml roztoku NiSO₄. Elektrolýza byla provedena při potenciálu katody –1,20 V (vs. SKE). Na integrátoru byl změřen náboj 1448 C. Jaká byla původní koncentrace nikelnaté soli?

Příklad VI.1.2 

Kyselina pikrová byla coulometricky zredukována se 100 % výtěžkem na bis-(4-hydroxy-3,5diaminofenyl)-hydrazin (tj. 17 elektrony). Jaká hmotnost (v mg) kyseliny pikrové odpovídá náboji 1 C? M_r(k.p.) = 229,1

Příklad VI.1.3 

Při coulometrickém stanovení bismutu na Hg-elektrodě (E_k = –0,35 V [vs. SKE], prostředí 0,5 M-vínanu) vzniklo v přídavném coulometru na vodík a kyslík 25,28 ml plynu (0 °C, 101,325 kPa). M_r(Bi) = 208,98
Vypočítejte: a) teoretický objem plynu vyloučený nábojem 1C; b) množství Bi v elektrolytické nádobce (použijte pokusně nalezeného objemu 0,1739 ml C^–1)

Příklad VI.1.4 

Selen ve vzorku byl převeden na seleničitan, acidita roztoku byla nastavena na pH 8,9 tlumičem, k tomu byl přidán základní elektrolyt. Stanovení selenu bylo provedeno na rtuťové katodě redukcí SeO₃^2- na H₂S při potenciálu –1,80 V (vs. SKE) se 100 % proudovou účinností. Jaké je množství selenu ve vzorku, jestliže za 100 vteřin byl proud 222 mA, za 600 vteřin 32 mA? M_r(Se) = 78,96

Příklad VI.1.5 

Analyt byl podroben elektrolýze za konstantního potenciálu. Bylo zjištěno, že proud po 12 minutách klesl na 25 % původní hodnoty. Jaká je potřebná doba k tomu, aby elektrolýza proběhla z 90 %, 99 %, 99,9 %, 99,99 % ?

Příklad VI.1.6 

Při elektrolýze PbCl₂ v 0,5M-KCl na rtuťové elektrodě, udržované na konstantním potenciálu E_k = –0,50 V (vs. SKE), byly počáteční proudy I_o pro jednotlivé koncentrace:
c_o:   2·10^–3   5·10^–3   1·10^–2 mol/l
I_o:     56         151        252 mA
Za jakou dobu proběhne redukce z 99 %, je-li koeficient přenosu hmoty k = 0,037 min^–1 ?

Příklad VI.1.7 

Roztok 100 ml 0,001M-CdSO₄, obsahující 0,1M-KNO₃ jako základní elektrolyt, byl elektrolyzován na rtuťové velkoplošné katodě (10 cm²) při konstantním potenciálu –0,90 V (vs. SKE), roztok byl míchán konstantní rychlostí. Počáteční proud I_o byl 27,02 mA, koeficient k = 0,0365 min^–1
a) Jaký byl proud v časech 1, 5, 10, 15, 30, 60 min?
b) Za jakou dobu klesne koncentrace Cd²⁺-iontů na tisícinu původní hodnoty?

Příklad VI.1.8 

Roztok kyseliny pikrové v 1M-HCl byl redukován na rtuťové velkoplošné katodě při potenciálu –0,65 V (vs. SKE) se 100 % proudovým výtěžkem. Za 100 vteřin po zahájení elektrolýzy protékal proud 222 mA, za 600 vteřin proud 32 mA. Jaké množství kyseliny pikrové bylo v roztoku, předpokládáme-li redukci až na triaminoderivát? M_r = 229,1
C₆H₂(OH)(NO₂)₃ + 18 H⁺ + 18 e^– → C₆H₂(OH)(NH₂)₃ + 6 H₂O

Příklad VI.1.9 

Na Hg-elektrodě bylo při potenciálu –1,80 V (SKE) redukováno 100 ml 2,15·10^–3 molárního roztoku SeO₃^2- při pH 8,9. Jaký je náboj spotřebovaný při elektrolýze a počet elektronů? Z naměřených hodnot sestrojte grafické závislosti.

t	72	180	360	720	1080	1440	1800	2520	3600 s
It	157	135	105	63,7	39,5	23,4	14,2	5,23	1,17 mA
log It	2,190	2,130	2,021	1,804	1,597	1,369	1,152	0,719	0,068

Příklad VI.1.10 

Na rtuťové katodě při potenciálu –1,50 V (vs. SKE) byla ve ftalátovém tlumiči (pH 2,65) redukována kyselina p-nitrobenzoová. Elektrolýza 0,112 ml 1,10·10^–3 molárního roztoku analytu probíhala 125 minut. Na počátku byl proud 10,59 μA, na konci 2,07 μA. Kolik elektronů se zúčastňuje elektrodové reakce? M_r = 167,124

Příklad VI.1.11 

Vzorek 0,3619 g kyseliny tetrachloropikolinové (C₅NCl₄COOH, derivát pyridinu) byl rozpuštěn v destilované vodě, přenesen do odměrné baňky 1000 ml a doplněn na definovaný objem. Množství 10,00 ml vzorku bylo podrobeno úplné elektrolýze na porézní stříbrné katodě, spotřeba náboje činila 5,374 C. Kolik elektronů bylo potřeba na redukci kyseliny? M_r(C₅NCl₄COOH) = 260,89

Příklad VI.1.12 

o-nitrofenol byl redukován na Hg-elektrodě na aminofenol při potenciálu –0,5 V (vs. SKE). Po 2 minutách elektrolýzy byl naměřen proud 182 mA, po 10 minutách klesl na 126 mA. Jaké množství o-nitrofenolu bylo v roztoku? M_r = 139,11
C₆H₄(OH)NO₂ + 6 e + 6 H⁺ → C₆H₄(OH)NH₂ + 2 H₂O

Příklad VI.1.13 

Roztok obsahující chloridové a bromidové ionty byl oxidován na stříbrné anodě při potenciálu 0,25 V (vs. SKE). Elektrolytem byl 0,2 molární acetátový pufr. Po vysušení elektrody činil přívažek 0,2550 g. V přídavném coulometru na vodík a kyslík vzniklo 65,18 ml plynu (přepočteno na normální podmínky). Jaký je obsah (v gramech) chloridu a bromidu ve vzorku? M_r(Cl) = 35,45; M_r(Br) = 79,90