المعايرة الأمبيرومترية

يشير مصطلح المعايرة الأمبيرومترية إلى نوع من المعايرات يتم فيها تحديد نقطة التكافؤ من خلال قياس التيار الكهربائي الناتج عن تفاعل المعايرة. وهي شكل من أشكال التحليل الكمي .

محلول يحتوي على المادة المراد تحليلها، A، بوجود مادة عازلة موصلة. عند تطبيق جهد كهربائي على المحلول عبر قطب عامل، يعتمد التيار المقاس (جزئيًا) على تركيز المادة المراد تحليلها. يمكن استخدام قياس هذا التيار لتحديد تركيز المادة المراد تحليلها مباشرةً؛ وهذا شكل من أشكال قياس التيار الكهربائي . مع ذلك، تكمن الصعوبة في أن التيار المقاس يعتمد على عدة متغيرات أخرى، وليس من الممكن دائمًا التحكم بها جميعًا بشكل كافٍ. هذا يحد من دقة قياس التيار الكهربائي المباشر.

إذا كان الجهد المطبق على قطب العمل كافيًا لاختزال المادة المراد تحليلها، فإن تركيزها بالقرب من قطب العمل سينخفض. سينتشر المزيد من المادة ببطء في حجم المحلول القريب من قطب العمل، مما يعيد تركيزها إلى المستوى الطبيعي. أما إذا كان الجهد المطبق على قطب العمل كبيرًا جدًا (جهد زائد )، فإن تركيز المادة المراد تحليلها بجوار قطب العمل سيعتمد كليًا على معدل الانتشار. في هذه الحالة، يُقال إن التيار محدود بالانتشار . ومع اختزال المادة المراد تحليلها عند قطب العمل، سينخفض ​​تركيزها في المحلول بأكمله ببطء شديد؛ ويعتمد ذلك على حجم قطب العمل مقارنةً بحجم المحلول.

ماذا يحدث عند إضافة نوع آخر يتفاعل مع المادة المراد تحليلها (المُعاير)؟ (على سبيل المثال، يمكن إضافة أيونات الكرومات لأكسدة أيونات الرصاص). بعد إضافة كمية صغيرة من المُعاير (الكرومات)، ينخفض ​​تركيز المادة المراد تحليلها (الرصاص) نتيجةً لتفاعلها مع الكرومات. وبالتالي، ينخفض ​​التيار الناتج عن اختزال أيون الرصاص عند قطب العمل. تُكرر عملية الإضافة، فينخفض ​​التيار مرة أخرى. سيكون منحنى التيار مقابل حجم المُعاير المُضاف خطًا مستقيمًا.

بعد إضافة كمية كافية من المُعاير للتفاعل الكامل مع المادة المراد تحليلها، قد يتم اختزال المُعاير الزائد عند قطب العمل. ولأن هذا النوع مختلف وله خصائص انتشار مختلفة ( ونصف تفاعل مختلف )، فإن ميل منحنى التيار مقابل المُعاير المُضاف سيختلف بعد نقطة التكافؤ. يُشير هذا التغير في الميل إلى نقطة التكافؤ، تمامًا كما يُشير التغير المفاجئ في الرقم الهيدروجيني ، على سبيل المثال، إلى نقطة التكافؤ في معايرة الحمض والقاعدة .

يمكن أيضاً اختيار جهد القطب بحيث يقل تركيز المعاير دون أن يقل تركيز المادة المراد تحليلها. في هذه الحالة، يسهل الكشف عن وجود فائض من المعاير من خلال زيادة التيار فوق تيار الخلفية (تيار الشحن).

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه الطريقة مقارنةً بالقياس الأمبيري المباشر في أن قيمة التيار المقاس لا تُعتبر ذات أهمية إلا كمؤشر. وبالتالي، فإن العوامل بالغة الأهمية في القياس الأمبيري الكمي، مثل مساحة سطح قطب العمل، تختفي تمامًا من معايرات القياس الأمبيري.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه الطريقة مقارنةً بأنواع المعايرة الأخرى في الانتقائية التي يوفرها جهد القطب الكهربائي، بالإضافة إلى اختيار المُعاير. فعلى سبيل المثال، يُختزل أيون الرصاص عند جهد -0.60 فولت (مقارنةً بقطب الكالوميل المشبع )، بينما لا يُختزل أيون الزنك؛ وهذا يسمح بتحديد الرصاص في وجود الزنك. ومن الواضح أن هذه الميزة تعتمد كليًا على الأنواع الأخرى الموجودة في العينة.

• المعايرة

• جون تي. ستوك (1972). "معايرات الأمبيرومترية". الكيمياء التحليلية . 44 (5): 1-9 . doi : 10.1021/ac60313a036 . PMID 22400998 . 
• هـ. أ. لايتينن وإم . إم. كولثوف (1941). "القياسات الفولتامترية والمعايرات الأمبيرومترية باستخدام قطب كهربائي دقيق دوار من سلك البلاتين". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 45 (7): 1079-1093 . doi : 10.1021/j150412a003 .