ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Прямое определение F-иона с фторселективным электродом
Суть метода прямой потенциометрии состоит в сравнении равновесного потенциала ионоселективного индикаторного электрода в растворе определяемого иона с потенциалом того же электрода, погруженного в стандартный раствор того же вещества. Устройство электрода схематически приведено на рис. 1. Электрод состоит из внешнего стакана (1), дном которого является монокристалл фторида лантана, активированного церием, и внутреннего стакана (2), который является внутренним хлорсеребряным электродом.
Внешний стакан заполнен водным раствором NaF и NaCl, а внутренний – раствором KCl. Пористая стеклянная перегородка служит электролитическим ключом. При погружении электрода в раствор на внешней и внутренней поверхности мембраны из LaF3 возникают потенциалы, которые обусловлены гетерофазными реакциями, например, реакцией LaF3 (тв) ⇄ LaF2–(тв) + F–(p-p). (1) Пространственное разделение зарядов приводит к возникновению потенциала на поверхности. Равновесие (1) характеризуется уравнением Нернста: (2) Эквивалентную схему потенциометрической ячейки запишем в виде:
внутренний электрод внешний электрод сравнения j2 сравнения Ag, AgCl ½ KCl, нас. || NaF, NaCl ▓ испытуемый раствор || КCl, нас.½ AgCl, Ag j1 ¹ const Евнутр Евнеш Измеряемая разность потенциалов складывается в этой цепи из потенциалов на всех ее элементах: Еизм = Евнешн – Евнутр + j2 – j1, (3) или после объединения постоянных Еизм = (Евнешн – Евнутр– j1) + j2 = Е0 + RTpF, (4) где Е0 – константа для данной электродной системы. Таким образом, при использовании указанной выше схемы потенциометрической ячейки можно следить за изменением потенциала фторид-селективной мембраны (электрода), т.е. измерять pF в соответствии с уравнением (4). Одним из основных приемом ионометрии является метод калибровки индикаторного электрода. Для этого измеряют зависимость Еизм от активности ионов в растворах с известной активностью.
Строят зависимость, аналогичную рис. 2.
Таблица 1 Зависимость показателя активности F-ионов от концентрации NaF в воде
После такой градуировки можно измерять pF в растворах практически любого состава при тех же температурных условиях. Современные потенциометры, позволяют сразу отградуировать его шкалу в значениях рХ, в нашем случае pF. Другим распространенным названием иономеров является название "рХ-метр", по аналогии с названием "рН-метр". Одной из важнейших характеристик ионоселективного электрода является коэффициент селективности КX,X', который характеризует чувствительность электрода к мешающим ионам. Чем меньше коэффициент селективности, тем с большей избирательностью по отношению к определяемому иону в присутствии мешающих ионов работает данный электрод. Этот коэффициент можно определить, используя уравнение Никольского, которое в нашем случае имеет вид: (5) если мешающий ион Cl–. Один из способов измерения заключается в изучении зависимости Е от , в присутствии постоянного количества мешающих Cl–-ионов. Общий вид такой зависимости показан на рис. 1.5. В точке пересечения касательных верхнего и нижнего участков кривой справедливо равенство: (6)
При количественном анализе важно знать не активность иона, а его концентрацию. Аналитическая концентрация F– (C) связана с активностью уравнением: где g – коэффициент активности иона, зависящий от ионной силы раствора; Х – коэффициент побочных реакций, зависящий от химического состава раствора. Обычно основной побочной реакцией для F–-иона является реакция его протонизации, т.к. HF – кислота не очень сильная, pKa = 3,17. Ясно, что при постоянной ионной силе и постоянном рН раствора: Эти принципы положены в основу метода определения фторида в водопроводной воде. Анализируемый и стандартный растворы разбавляют раствором фона, который является ацетатным буфером, содержащим NaCl и цитрат натрия. Цитрат-ион образует комплексы с содержащимися в воде Fe3+, Ca2+ и др., тем самым демаскирует F–.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|