При выполнении физико-химических методов 
анализа используют специальную, иногда 
довольно сложную, измерит. аппаратуру, 
в связи с чем эти методы часто наз. инструментальными. 
Многие совр. приборы оснащены встроенными 
ЭВМ, к-рые позволяют находить оптим. условия 
анализа (напр., спектральную область получения 
наиб. точных результатов при анализе 
смеси окрашенных в-в), выполняют расчеты 
и т. д.
Почти во всех физико-химических методах 
анализа применяют два основных приема: 
методы прямых измерений и титрования. 
В прямых методах используют зависимость 
аналит. сигнала от природы анализируемого 
в-ва и его концентрации. 
Зависимость сигнала от природы в-ва - 
основа качеств. анализа (потенциал полуволны 
в полярографии и 
т.д.). В нек-рых методах связь аналит. сигнала 
с природой в-ва установлена строго теоретически. 
Напр., спектр атома водорода м. 
б. рассчитан по теоретически выведенным 
ф-лам. В количеств. анализе используют 
зависимость интенсивности сигнала от концентрации в-ва. 
Чаще всего она имеет вид I = a + bс (ур-ние 
связи), где I- интенсивность сигнала (сила диффузионного 
тока вполярографии, 
оптич. плотность в спектрофотометрии и 
т. д.), с - концентрация, 
а и b - постоянные, причем во мн. случаях 
а = 0 (спектрофотометрия, полярография и 
др.). В ряде физико-химических методов 
анализа ур-ние связи установлено теоретически, 
напр. закон Бугера-Ламберта-Бера (фотометрический 
анализ), ур-ние Ильковича (вольтамперометрия).
Численные значения констант в 
ур-нии связи определяют экспериментально 
с помощью стандартных 
образцов, стандартных р-ров и т.д. Только в кулонометрии, 
основанной на законе 
Фарадея, не требуется определение констант.
Наиб. распространение в практике получили 
след. методы определения констант ур-ния 
связи или, что то же самое, методы количеств, 
анализа с помощью физ.-хим. измерений:
1) Метод градуировочного графика. 
Измеряют интенсивность аналит. сигнала 
у неск. стандартных 
образцовили стандартных р-ров и строят градуировочный 
график в координатах I = f(с) или I = f(lgc), 
где с -концентрация компонента 
в стандартном р-ре или стандартном 
образце. В тех же условиях измеряют интенсивность 
сигнала у анализируемой пробы и 
по градуировочному графику находят концентрацию.
2) Метод молярного св-ва применяют 
в тех случаях, когда ур-ние связи I = bc соблюдается 
достаточно строго. Измеряют аналит. сигнал 
у неск. стандартных 
образцов или р-ров и рассчитывают b = Iст /сст; если сстизмеряется в моль/л, 
то b -молярное св-во. В тех же условиях 
измеряют интенсивность сигнала у анализируемой пробы Ix и по соотношению cx = Ix /b или cx = cстIx /IСТ рассчитывают концентрацию.
3) Метод добавок. 
Измеряют интенсивность аналит. сигнала пробы Ix, а затем интенсивность сигнала пробы с 
известной добавкой стандартного 
р-ра Ix+стt. Концентрацию в-ва 
в пробе рассчитывают 
по соотношению сx = сстIx/(Ix+ст - Ix).
Методы титрования. 
Измеряют интенсивность аналит. сигнала 
I в зависимости от объема V добавленного 
титранта. По кривой титрования I=f 
(V)находят точку эквивалентности и рассчитывают 
результат по обычным ф-лам титриметрич. 
анализа (см. Титриметрия).
Физико-химические методы анализа часто 
используют при определении низких содержаний 
(порядка 10-3% и менее), где-классич. хим. методы 
анализа обычно неприменимы. В области 
средних и высоких концентраций хим. 
и физико-химические методы анализа успешно 
конкурируют между собой, взаимно дополняя 
друг друга. Физико-химические методы 
анализа развиваются в направлении поиска 
новых хим.-аналит. св-в в-ва, увеличения 
точности анализа, конструирования новых 
прецизионных аналит. приборов, совершенствования 
существующих методик и автоматизации 
анализа. Интенсивно развивается в последнее 
время проточно-ижкекционный анализ - 
один из наиб. универсальных вариантов 
автоматизир. анализа, основанный на дискретном 
введении микрообъемов анализируемого 
р-ра в поток жидкого носителя с реагентом и 
последующего детектирования смеси тем 
или иным физ.-хим. методом.
Деление аналит. 
методов на физ., хим. и физ.-хим. весьма 
условно. Часто к физико-химическим методам 
анализа относят, напр., ядерно-физ. методы. 
В последнее время наметилась тенденция 
делить методы анализа на хим., физ. и биол.- 
вовсе без физ.-химических.
КУЛОНОМEТРИЯ, электрохимический метод исследования 
и анализа, основанный на измерении кол-ва 
электричества (Q), прошедшего через электролизерпри электрохим. окислении или восстановлении в-ва на рабочем электроде. Согласно объединенному Фарадея закону, масса электрохимически превращенного 
в-ва (Р) в г связана с Q в Кл соотношением: 
Р=QM/Fn, где М-молекулярная или атомная масса в-ва, п- число электронов, вовлеченных в электрохим. 
превращение одной молекулы (атома) в-ва (М/n - электрохим. эквивалент 
в-ва), F - постоянная Фарадея. Кулонометрия-единственный 
физ.-хим. метод анализа, в к-ром не требуются стандартные образцы. Различают прямую кулонометрию 
и кулонометрическое титрование. В первом случае определяют 
электрохимически активное в-во, во втором 
случае - независимо от электрохим. активности определяемого в-ва в испытуемый 
р-р вводят электрохимически активный 
вспомогат. реагент, продукт электрохим. превращения 
к-рого (кулонометрич. титрант) с большой 
скоростью и количественно химически 
взаимодействует с определяемым в-вом. 
Оба варианта кулонометрии можно проводить 
при постоянном потенциале Е рабочего электрода (потенциостатич. режим) или 
при постоянном токе электролиза Iэ(гальваностатич. режим). наиб. часто 
используются прямая кулонометрия при 
постоянном Е и кулонометрическое титрование при постоянном Iэ.Для кулонометрич. анализа необходимо 
соблюдение след. условий: электрохим. 
превращение в-ва должно протекать со 
100%-ным выходом по току (h), т.е. должны отсутствовать 
побочные электрохим. и хим. процессы; 
нужны надежные способы определения кол-ва 
электричества и установления момента 
завершения электрохим. или хим. р-ции. В 
прямой кулонометрии 100%-ный выход по току 
обеспечивается, если значение Е поддерживать 
постоянным в области предельного диффузионного тока Iпp на вольтамперограмме определяемого 
в-ва (см. Вольтамперометрия). При этом в анализируемом р-ре 
должны отсутствовать посторонние в-ва, 
способные электрохимически превращ. 
в тех же условиях. Кол-во электричества 
определяют обычно с помощью электронных 
интеграторов тока. Иногда пользуются 
менее точными приборами - кулонометрами 
разл. типа, а также планометрическим и 
расчетными методами. В последних двух 
случаях завершением электролиза считают момент, когда Iэ падает до значения фонового тока 
Iф, поэтому кол-во электричества, 
необходимое для завершения электродной 
р-ции, равно разности Qоб—Qф, где Qоб - общее кол-во электричества, Qф - кол-во электричества, измеренное 
в тех же условиях за то же время электролиза tэ, но в отсутствие определяемого 
в-ва. Если электрохим. р-ция первого порядка, 
то It=I0е-Kt=I0.10-Kt, К=2,30ЗК'=SD/Vd, где It и I0 - ток электролиза соответственно в момент времени 
т и при t=0, S - площадь пов-сти электрода, D - коэф. диффузии электрохимически активного 
в-ва, d - толщина диффузионного слоя, V - объем 
р-ра в ячейке. Продолжительность электролиза не зависит от начальной концентрации в-ва, но заметно сокращается 
с увеличением соотношения S/V и при интенсивном перемешивании р-ра (уменьшении 6). Можно считать электролиз завершенным, когда Iэ станет равен 0,1 I0 или 0,01 I0 (в зависимости от требуемой точности 
анализа). В планометрич. способе для установления 
Q измеряют площадь под кривой It - t, т.к. 
. В расчетном способе решают последнее 
ур-ние, подставляя в него выражение для 
It. После интегрирования получают 
Q=I0/К=I0/2,303K'. Для нахождения I0 и К' выражение для It логарифмируют и по нескольким (5-7) 
точкам строят прямую lgIt-t, тангенс угла наклона к-рой равен 
К', а точка пересечения с осью ординат 
соответствует lgI0, т.е. для определения Q нет необходимости 
проводить электролиз до конца и измерять I0, значение к-рого плохо воспроизводится. 
В др. расчетном способе Q вычисляют по 
ф-ле Q=[Q22-Q1Q3]/(2Q2-Q1-Q3), где Q1, Q2 и Q3 - кол-ва электричества в моменты 
времени t1, t2 и t3 соотв., причем (t2-t1)~(t3-t2). Прямая кулонометрия при постоянном 
Iэ осуществима, только когда определяемое 
в-во находится или предварительно выделено 
в виде твердой фазы на рабочем электроде. Анодное (катодное) растворение при постоянном Iэ и измерение tэ в момент резкого изменения Е позволяет 
рассчитать Q=Iэtэ. Преимущество прямой кулонометрии 
перед кулонометрическим титрованием - высокаяселективность. Однако наиб. распространенный 
метод кулонометрич. анализа - кулонометрическое 
тирование в гальваностатич. режиме, т. 
к. он отличается простотой аппаратурного 
оформления и более высокой точностью. 
Для нахождения оптим. условий проведения 
эксперимента вычисляют значения выхода 
по току по ф-ле h=(iэ-iф).100/iэ, где iэ и iф - плотности тока электролиза (т. е. отношения Iэ/S) соотв. в присут. вспомогат.реагента и без него при одних и тех же 
значениях Е. Варьируя т-ру, рН среды, концентрации электрохимически активного 
в-ва и разл. фоновыхэлектролитов, а также значения iэ, строят графики h=f(iэ) и находят область iэ, при к-рой h~100%. Существуют и другие, 
реже используемые способы расчета оптим. 
значения iэ. Обычно вычисляют также эффективность титрования Qэ.100/Qt (%), где Q, и (Qt - соотв. эксперим. и тeорeтич. 
значения кол-ва электричества при кулонометрическом титровании известной массы определяемого 
в-ва. Если определяемое в-во А электрохимически 
активно, его предельный ток должен быть 
меньше тока электролиза и значительно меньше предельного 
тока (I'пр) вспомогат. реагента С. При этом в электролизере происходят электрохим. р-ции: 
A6ne:В и Сbme:D, а также хим. р-ция (окисление-восстановление, комплексообраювание, осаждениеили кислотно-основное взаимод.) 
mA+nD:mB+nС или mА+nD:AmDn. При электролизе концентрация реагента С остается постоянной (если 
он регенерируется) или меняется незначительно, 
т.к. его концентрация в р-ре на 3-4 порядка превышает концентрацию определяемого в-ва. Т. обр., значение 
I'пр практически постоянно. Поэтому 
в-во С называют электрохим. буфером, поддерживающим 
постоянное значение Е. В кулонометрическом титровании время электролиза мало, т. к. содержание А в электролизере уменьшается одновременно вследствие 
электрохим. и хим. р-ций. Если А неэлектроактивно, 
то для выбора оптим. значения iэ предварительно определяют зависимость 
выхода по току в-ва D от iэ, как описано выше. Конец хим. р-ции 
устанавливают с помощью цветных индикаторов или физ. - хим. методами. Среди 
последних наиб. удобны потенциометры 
и амперометрия с одним или двумя поляризованными электродами (см. Амперометричeское титрование). Кол-во электричества рассчитывают 
по ф-ле Q=Iэtэ. Кулонометрич. титрант получают 
из растворимых солей, твердых электрохимически 
активных материалов (Ag, Hg),амальгам, электродов второго рода и из воды (при определении к-т и оснований) в присут. инертных электролитов, создающих необходимую электропроводность 
р-ра. Преимущества кулонометрического титрования перед обычными титримeтрич. 
методами: нет необходимости стандартизовать 
р-ры титранта; титрант прибавляется очень 
малыми порциями (практически непрерывно); 
р-р не разбавляется; можно генерировать 
электрохимически неактивные титранты, 
напр. комплексон III, а также малоустойчивые сильные окислители и восстановители, в частности Mn(III), Pb(IV), Сr(П), 
V(II), Ti(III). Установки для кулонометрич. анализа 
(рис. 1,2) состоят из потенциостата или 
гальваностата, регистрирующего потенциометра 
или интегратора тока, электролизера и индикац. системы (в случае 
использования физ.-хим. методов для  
  
Рис. 1. Схема установки для прямой 
кулономeтрии при постоянном E: 1 электролизер; 2 источник постоянного токa 
с регулируемым напряжением: 3 прибор для 
определения кол-ва злектричества: 4 рабочий электрод; 5 вспомогательный электрод; 6 электрод сравнения, относительно к-рого контролируют 
потенциал рабочего электрода: 7 устройство, измеряющее разность 
потенциалов.
Установления конца хим. р-ции 
в кулонометрическом титровании). Приборы для кулонометрии 
легко автоматизируются. Электролизеры (см., напр., на рис. 2) представляют 
собой, как правило, стеклянные сосуды, катодные и анодные камеры 
в к-рых разделены диафрагмой (напр., из пористого стекла). В качестве рабочих и вспомогательных 
(замыкающих цепь электролиза) электродов используют благородные металлы (Pt, Au), электродывторого рода и, реже, углеродные 
материалы (графит, стеклоуглерод и др.). Р-р, в 
к-рый погружен рабочий электрод, перемешивают обычно магн.мешалкой; при необходимости эксперимент 
проводят в атмосфере инертного газа.Кулонометрию применяют для 
определения как следовых, так и весьма 
больший кол-в в-в с высокой точностью. 
Погрешность прямой кулонометрии в потенциостатич. 
режиме обычно 0,5-1%, а кулонометрическоготитрования в гальваностатич. режиме - 0,1-0,3%. 
Особенно точен дифференциальный вариант 
кулонометрии. В этом случае в цепь последовательно 
включают два идентичных электролизера, в один из к-рых вносят стандартное 
в-во в известном кол-ве, эквивалентном 
кол-ву электричества Q1, к-рое на величину 
Q2 меньше кол-ва 
электричества, необходимого для завершения 
электрохим. или хим. р-ции определяемого 
в-ва во втором электролизере. Электролиз проводят в одинаковых условиях 
при строгом контроле значений Е и Iэ. Все погрешности 
сказываются только на кол-ве электричества 
Q2, к-рое обычно  
  
Рис. 2. Схема установки для кулонометрического титрования: 1 электролизер: 2 рабочий электрод (электрод генерации): 3 - вспомогательныйэлектрод: 4 пористое стекло: 5 прецизионное сопротивление: 
6 устройство, измеряющее разность потенциалов: 
7 источник постоянного тока: 8 хронометр: 
9 магнитная мешалка.
составляет 2-5% Q1. Содержание 
определяемого в-ва соответствует сумме 
Q1+Q2. Чувствительность 
кулонометрич. методов определяется в 
осн. способами установления момента завершения 
электрохим. или хим. р-ции и составляет 
10-8-10-9 моль/л. Использование неводных 
и водно-орг. сред расширяет область потенциалов, 
в к-рой протекают электрохим. и хим. р-ции, 
и таким образом увеличивает круг в-в, 
анализируемых кулонометрически. Кулонометрию 
применяют для анализа мн. неорг. (практически 
все металлы, галогены, S и др.) и орг. в-в (ароматич. амины, нитро- и нитрозоcоединения, фенолы, азокрасители, алифатич. амиды и др.); определения воды в орг. в-вах; установления толщины 
и анализа металлич. покрытий; изучения 
процессов коррозии; исследования кинетики 
и механизма хим. р-ций (в т.ч. каталитических); 
определения констант равновесия р-ций; установления числа электронов, участвующих в электрохим. 
и хим. взаимодействиях, и т.д. Кулонометрич. 
детекторы широко используются в проточно-инжeкционном 
анализе и хроматографии (см. Детекторы хроматографические). 
5. Общий вид [Н+]=2* [H2SO4]
Т.к  серная кислота даёт 
при диссоциации  два иона водорода, 
то реальная концентрация ионов равна 
0,005*2=0,01 моль/л
рН=-log[Н+]=-log[0,01]= -log(1*10-2 )= -log1+(-log*10-2 )=0+2=2
 
 
Использованная литература:
1.Губен-Вейль, Методы органической химии. т. 2 - Методы анализа, 2 изд., 
М., 1967
2.Данцер К., Тан Э., Moльх Д., Аналитика. Систематический 
обзор, пер. с нем., M., 1981
3.Рамендик Г.И., Шишов В.В., 
"Ж. аналит. химии", 1990, т. 45, № 2, с. 237-48
4.Золотев Ю.А., Аналитическая химия: проблемы и достижения, M., 1992
5. Зозуля А. Н.. Кулонометрический 
анализ, 2 изд., Л.. 1968
6. Мазор Л. Методы органического 
анализа, пер. с англ., М., 1986
7.Методы количественного 
органического элементного микроанализа, 
под ред. Н.Э. Гельман, М., 1987
 8.http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1940.html
 9. http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_1613.html
  10.http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/2663/Кулонометрия