Кулонометрия

Кулонометри́я — один из электрохимических методов анализа, основанный на измерении электрического заряда, который проходит через электролизёр при электрохимических окислительно-восстановительных реакциях на рабочем электроде^[1]. Потенциал рабочего электрода при кулонометрии отличается от равновесного значения^[2].

В основе кулонометрии заложен объединённый закон Фарадея, который устанавливает связь между массой электропревращённого вещества m (г) и количеством заряда Q (Кл)^[3]:

${\displaystyle m\ =\ \left({Q \over F}\right)\left({M \over z}\right)}$

где:

• F = 96 485,33(83) Кл·моль⁻¹ — постоянная Фарадея;
• M — молярная масса вещества;
• z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион).

Все методы кулонометрии разделяют на две большие группы: потенциостатические (потенциал рабочего электрода либо остаётся неизменным в течение всего времени электролиза, либо изменяется по определённому закону) и гальваностатические (остаётся неизменной в течение всего времени величина тока, текущего через рабочий электрод). Потенциостатическая кулонометрия включает в себя прямой метод (прямая потенциостатическая кулонометрия), метод внутреннего электролиза и метод весового электроанализа (электрогравиметрия). Гальваностатическая кулонометрия также объединяет в себе несколько методов: электрогравиметрию (как и в случае с потенциостатической кулонометрией), прямой метод (прямая гальваностатическая кулонометрия), инверсионный метод и кулонометрическое титрование^[4].

Кулонометрический метод анализа используется не только для определения массы вещества, которое участвует в электрохимической реакции. Так, кулонометрия применяется для исследования стехиометрии, кинетики реакций, идентификации образовавшихся продуктов реакции, а также для изучения состава малорастворимых и комплексных веществ, разделения металлов и в фазовом анализе^[3].