Coulometer je elektrochemická sústava, ktorá sa používa na meranie elektrického náboja prejdeného skúmanou vzorkou.^[1] Prakticky sa využíva pri coulometrii. V praxi sa využíva coulometer na striebro, coulometer na meď a coulometer na traskavý plyn.^[1] V priebehu coulometrie sa zaznamenáva čas, ktorý sa používa na výpočet prejdeného elektrického prúdu.^[1]

Coulometer na striebro je založený na elektrogravimetrickom stanovení hmotnosti striebra vylúčeného počas elektrolýzy na predváženom platinovom kelímku, ktorý slúži ako katóda.^[1] Pred realizáciou coulometrie sa suchý a čistý platinový kelímok zváži, jeho hmotnosť sa zaznamená a naplní sa roztokom dusičnanu strieborného s koncentráciou 10 až 20 hm.%.^[1] Anódu tvorí strieborný drôt ponorený do roztoku dusičnanu strieborného.^[1] Veľkosť náboja Q prejdeného za určitý čas τ sa vypočíta z hmotnosti striebra vylúčeného na platinovom kelímku m_Ag:

${\displaystyle Q=I\cdot \tau =F\cdot {\frac {m_{Ag}}{M_{Ag}}}}$^[1]

kde F je Faradayova konštanta a M_Ag je molárna hmotnosť striebra.^[1]

Coulometer na meď je založený na elektrogravimetrickom stanovení hmotnosti medi vylúčenej počas elektrolýzy na predváženej medenej doskovej elektróde, ktorá slúži ako katóda.^[1] Pred realizáciou coulometrie sa suchá a čistá medená dosková elektróda zváži, jej hmotnosť sa zaznamená a reakčná nádoba sa naplní roztokom síranu meďnatého, ktorý sa okyslí a pridá sa etanol na zabránenie oxidácie vylúčenej medi.^[1] Anódu tvoria medené dosky ponorené do roztoku síranu meďnatého.^[1] Veľkosť náboja Q prejdeného za určitý čas τ sa vypočíta z hmotnosti medi m_Cu vylúčenej na medenej doske, ktorá slúžila ako katóda:

${\displaystyle Q=I\cdot \tau =2F\cdot {\frac {m_{Cu}}{M_{Cu}}}}$^[1]

kde F je Faradayova konštanta a M_Cu je molárna hmotnosť medi.^[1]

Coulometer na traskavý plyn je založený na volumetrickom stanovení objemu traskavého plynu vylúčeného počas elektrolýzy na katóde (tvorba plynného vodíka) a na anóde (tvorba plynného kyslíka). Traskavý plyn je teda pomer vodíka a kyslíka v molárnom pomere 2:1.^[1] Pred realizáciou coulometrie sa celý coulometer naplní vodným roztokom kyseliny.^[1] Veľkosť náboja Q prejdeného za určitý čas τ sa vypočíta z objemu traskavého plynu vylúčeného na elektródach:

${\displaystyle Q=I\cdot \tau ={\frac {n}{0,75}}\cdot F}$^[1]

kde F je Faradayova konštanta a n je látkové množstvo plynu, ktoré pri teplote T a tlaku p zaberá objem V:^[1]

${\displaystyle Q=I\cdot \tau ={\frac {pV}{0,75RT}}\cdot F}$^[1]

Konštanta 0,75 vychádza z toho, že priechodom 1 molu elektrónov (s nábojom približne 96 485 C) sa rozloží 0,5 molu vody a vznikne 0,75 molu (0,5 + 0,25) plynnej zmesi vodíka a kyslíka (traskavého plynu) podľa rovnice:

${\displaystyle {\frac {1}{2}}H_{2}O(l)\longrightarrow {\frac {1}{2}}H_{2}(g)+{\frac {1}{4}}O_{2}(g)}$

Chemický portál