Физико-химические методы анализа. Часть 2

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана 
(национальный исследовательский университет)»
Физико-химические методы анализа
Часть 2
Учебно-методическое пособие 

УДК 543(076.5)
ББК 24.46
 
Ф50
Издание доступно в электронном виде по адресу
https://bmstu.press/catalog/item/6885
Факультет «Фундаментальные науки»
Кафедра «Химия»
Рекомендовано Научно-методическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия
Авторы:
С.Л. Березина, В.Н. Горячева,
Е.А. Елисеева, Т
.И. Шабатина
Физико-химические методы анализа : учебно-методическое 
Ф50  
пособие. Ч. 2 / [С. Л. Березина и др.]. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 40, [4] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-5411-2
Пособие является методическим руководством для самостоятельной подготовки студентов к защите модуля «Физико-химические 
методы анализа» курса «Аналитическая химия». Включает разделы 
«Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование», «Электрогравиметрия», «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование». Изложены теоретические представления, рассмотрены классификация методов, их аналитические возможности и области 
применения. Приведены расчетные формулы, экспериментальные 
зависимости и примеры решения типовых задач. 
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по направлению подготовки «Техносферная безопасность» (бакалавриат), а также студентов других технических университетов.
УДК 543(076.5)
ББК 24.46
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-5411-2 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Предисловие
Важной составляющей обучения студентов аналитической 
химии является их умение решать задачи, связанные с теорией и 
практикой лабораторного физико-химического анализа.
В соответствии с разработанной в МГТУ им. Н.Э. Баумана 
программой дисциплины «Аналитическая химия» для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 
«Техносферная безопасность», содержание учебно-методического 
пособия направлено на формирование у студентов компетенций, 
установленных ФГОС ВО, на развитие химической грамотности, овладение элементами самоорганизации и самостоятельного 
мышления.
Результатами освоения дисциплины являются получение фундаментальных знаний в области аналитической химии и электрохимии, овладение методами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, 
развитие способностей использовать полученные знания в будущей производственной деятельности, в лабораторных и технологических условиях. 
Цель пособия — предоставление в помощь студентам теоретического материала для самостоятельного освоения теоретических 
и практических основ электрохимических методов анализа. 
В части 2 пособия представлены разделы «Кондуктометрия.
Кондуктометрическое титрование», «Электрогравиметрия», «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование», относящиеся 
к электрохимическим методам анализа.
Каждый раздел содержит необходимые теоретические сведения, включающие классификацию методов анализа, их аналитические возможности и области применения, характеристику 
используемой аппаратуры. Приведены расчетные формулы и примеры решения типовых задач.
Для успешного освоения материала студенты должны знать 
свойства растворов электролитов, закономерности протекания 
электродных процессов, их кинетические и термодинамические 
характеристики, владеть методикой расчета концентрации, объема и массы раствора. Помимо этого необходимы предшествующие знания, полученные при изучении разделов дисциплин 

Предисловие
4
естественно-научного цикла — общей химии, физики, математики и информатики.  
Планируемым текущим результатом освоения студентами материала пособия является успешная подготовка к защите лабораторных работ, выполнению домашнего задания и сдаче зачета по 
указанным разделам дисциплины «Аналитическая химия».  
Материал пособия адаптирован к познавательному уровню 
студентов и структурирован в соответствии с домашним заданием, предлагаемым студентам для защиты модуля. Домашние задания приведены в пособии «Вопросы и задачи для защиты модуля 
«Физико-химические методы анализа» авторов В.Н. Горячевой, 
Ж.Н. Медных, Е.А. Якушевой, С.Л. Березиной (М.: Изд-во МГТУ 
им. Н.Э. Баумана, 2017).
В результате изучения материала пособия студент должен:
знать
•принципы, положенные в основу электрохимических методов анализа;
•классификацию методов электрохимического анализа; 
•химические и электрохимические свойства объектов анализа; 
•принципы работы электрохимических установок;
•области практического применения электрохимических методов анализа;
уметь
•обоснованно аргументировать выбор метода анализа;
•настраивать и применять необходимую аппаратуру;
•готовить для исследования растворы веществ заданных концентраций; 
•проводить электрохимические измерения;
•фиксировать результаты экспериментальных исследований;
•обрабатывать и анализировать экспериментальную информацию;
владеть
•навыками проведения электрохимических исследований;
•навыками работы с аппаратурой;
•методами математической обработки экспериментальных 
данных;  
•методикой анализа полученных результатов (обработки, 
оценки, сравнительного анализа);
• навыками работы с учебной, научно-технической и справочной информацией.

Введение
Физико-химические методы анализа являются определяющими при контроле продуктов питания, состава воздуха, воды, почвы, лекарственных препаратов. Они отличаются высокой чувствительностью и быстротой выполнения, играют важную роль 
при контроле загрязненности окружающей среды.
Среди физико-химических методов широкое применение находят электрохимические методы анализа, которые основаны на 
использовании процессов, связанных с переносом электрических 
зарядов и протекающих на границе раздела фаз, на поверхности 
электрода или в приэлектродном слое электролита.
Аналитическим сигналом может служить любой параметр, 
функционально связанный с концентрацией анализируемого раствора и поддающийся измерению. Это могут быть равновесный 
или неравновесный электродный потенциал, потенциалы окисления и восстановления, состав раствора, концентрация растворенного вещества, сила тока, электропроводность, количество пропущенного через систему электричества, сопротивление раствора, 
скорость массопереноса вещества.
Электрохимические методы анализа применяют при отсутствии электродных реакций (кондуктометрия) или при их протекании, при воздействии тока (кулонометрия, электрогравиметрия) или без его воздействия (потенциометрия).
Различают прямые и косвенные электрохимические измерения. В первом случае используют зависимость электрического параметра (силы тока, потенциала и других величин) от концентрации определяемого компонента. Во втором случае электрический 
параметр определяют для нахождения конечной точки титрования 
анализируемого компонента, используя зависимость измеряемого 
параметра от объема титранта (кондуктометрическое, потенциометрическое, кулонометрическое титрование).
Электрохимические методы анализа позволяют определять 
количественное содержание веществ и их химическую природу и 
характеризуются достаточной точностью (погрешность составляет 
0,05…10 %), хорошей селективностью, экспрессностью, воспроизводимостью в  интервале концентраций 10–9...1 моль/дм3. 
Указанные методы находят широкое применение при мониторинге окружающей среды, контроле технологических потоков