Ім'я файлу: АХРОХІМІЯ. ЕЛЕКТРОДИ.doc
Розширення: doc
Розмір: 66кб.
Дата: 02.10.2022
скачати

Електроди методу потенціометрії.

Електроди можуть бути металічні (першого і другого роду), індиферентні металічні або мембранні.

Металічні електроди першого родувиготовляють у вигляді металічної пластинки або дротини, яка занурена в розчин добре розчинної солі цього металу. Найчастіше використовують срібний, ртутний, кадмієвий та ін.

Наприклад, срібна дротина занурена у розчин солі AgNO3:

На електроді відбувається процес

Ag+ +  Ag,

Відтворення для багатьох електродів поліпшується, якщо використовують не чистий метал, а його амальгаму.

Індиферентні електроди найчастіше використовують у окисно-відновній системі у розчині. Як редокс-електроди можна використовувати благородні метали (Pt, Au, Ir) та графіт. Матеріал таких електродів не є компонентом редокс-пари – на ньому тільки відбувається обмін електронами між добре розчинними окисненою та відновленою формами іншого елемента, і потенціал такого електрода залежить від їхнього концентраційного співвідношення.

Електроди другого роду – це металічні пластинки або дротини, покриті важкорозчинною сполукою цього металу. Вони занурені у розчин добре розчинної сполуки іншого металу, який має спільний аніон з важкорозчинною сполукою. До таких електродів належать аргентумхлоридний, каломельний та ін. Електроди другого роду найчастіше використовують як електроди порівняння.

Розглянемо принцип дії таких електродів на прикладі аргентум­хлоридного електрода. Цей електрод виготовляють із срібної плас­тинки або дроту, які покриті важкорозчинною сполукою AgCl. Його занурюють у насичений розчин калій хлориду. Активність іонів Ag+ у такому розчині дорівнює

Ag+ + ↔ Ag:

Потенціал аргентум-хлоридного електрода залежить лише від і в насиченому розчині KCl при 25 С має значення: Е = 0,199 В.

Каломельний електрод складається із металічної ртуті, Hg2Cl2 та розчину KCl і на ньому проходить напівреакція:
Hg2Cl2 + 2 ↔ 2Hg + 2Cl

твердий
Потенціал такого електрода також залежить лише від :

і при 25С в насиченому розчині KCl B.


Окрему групу індикаторних електродів становлять мембранні електроди, в яких різниця потенціалів виникає на межі розділу фаз внаслідок іонообмінної реакції між мембраною та розчином. З таких електродів найбільше використовують скляний електрод Розглянемо принцип його роботи.




Рис. Схема скляного електрода: 1  тонкостінна скляна кулька; 2  0,1М розчин HCl або буферний розчин; 3  аргентум-хлоридний електрод; 4  захисна трубка з відкритим нижнім кінцем

Тонкостінна кулька скляного електрода, яка виконує функцію мембрани, заповнена розчином HCl або буферним розчином. Перед роботою скляний електрод деякий час витримують у 0,1М HCl. Тоді іони гідрогену із розчину заміщують іони Na+ у скляній мембрані і настає рівновага: Н+розчин ↔ Н+скло.

Електродна реакція для такого електрода характеризується обміном іонів Н+ між розчином і склом – вона не є окисно-відновною. Іони гідрогену на поверхні зовнішньої сторони скляної мембрани перебувають у рівновазі з іонами Н+ у досліджуваному розчині, де вони знаходяться у вигляді іонів Н3О+. Тому на межі розділу фаз виникає потенціал:



де  активність іонів Н+ у досліджуваному розчині;  активність іонів Н+ на зовнішній поверхні мембрани.

Аналогічно на межі розділу внутрішньої сторони мембрани також виникає потенціал:

, де  активність іонів Н+ у внутрішньому розчині;  активність іонів Н+ на внутрішній поверхні мембрани.

Загальний потенціал скляного електрода дорівнює

.

Величини і не змінюються в процесі роботи електрода, тому їх можна об’єднати з , одержавши нову сталу величину і тоді:

ЕМ = const + 0,059lg ,

тобто потенціал мембрани (ЕМ) залежить лише від концентрації Н+ у досліджуваному розчині. Отже, скляний електрод доцільно викорис­товувати для визначення активності іонів Н+, тобто для вимірів рН розчинів. Вимірювання рН скляним електродом зводиться до виміру ЕРС такого гальванічного елемента:

Hg, Hg2Cl2 | KCl |  скло | HCl | AgCl, Ag,

де каломельний електрод виступає як електрод порівняння, а скляний електрод  індикаторним електродом. ЕРС такого ланцюга дорівнює

Е = Е1  Е2 ,

де ;

.

Підставивши значення Е1 і Е2 та провівши певні перетворення, одержують: .

Величину звичайно не визначають. Якщо використовують прилади для визначення рН (рН-метри), які мають скляний електрод, то їх калібрують, використовуючи стандартні буферні суміші.

Вимірна шкала рН-метрів звичайно градуйована в одиницях рН. Скляним електродом можна вимірювати величину рН в широкому діапазоні (010), зокрема і в окисно-відновному середовищі.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас