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:
|
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛАБОРАТОРНЫХ АНАЛИЗАХ
3.1 ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Сущность метода Метод потенциометрического измерения концентрации ионов в растворе основан на зависимости потенциала любого электрода от концентрации одноименных ионов в растворе. Например, потенциал водородного электрода зависит от концентрации ионов водорода, а потенциал металлического электрода – от концентрации ионов металла в растворе и т.д. При погружении металлического электрода в раствор, содержащий ионы металла электрода, на межфазной границе электрод-раствор возникает скачок потенциала Е, определяемый уравнением Нернста , (3.1) где Е о – стандартный потенциал, R – универсальная газовая постоянная, F – число Фарадея (заряд грамм-эквивалентных ионов), п – число электронов в реакции, а + – активность (активная концентрация) ионов, Таким образом, Е о – потенциал при а + = 1. С повышением концентрации кислоты в растворе концентрация ионов Н + повышается. С ростом содержания щелочи в растворе растет концентрация ионов гидроксила (ОН-). Это приводит к уменьшению концентрации ионов водорода, при этом произведение концентраций [ H +]×[ OH- ] остается постоянной величиной. По современному определению . Таким образом, рН представляет собой меру активности ионов водорода, равную отрицательному десятичному логарифму активности, – коэффициент активности (всегда меньше 1). Для чистой воды при температуре 22о С рН = - lg 10-7 = 7. По мере уменьшения рН кислотность раствора повышается (рН < 7), по мере увеличения рН повышается щелочность раствора (рН > 7). График рН приведен на рис. 3.1. Измерительным элементом потенциометрических приборов являются кювета с раствором и пара электродов – индикаторный и вспомогательный. В отличие от индикаторного электрода потенциал вспомогательного должен оставаться неизменным при колебаниях активности контролируемых ионов. Чтобы исключить изменения постоянства потенциала электрода за счет реакций с контролируемой средой электрод изолируют от среды. Вспомогательные электроды бывают каломельные и хлорсеребряные. В каломельных электродах используется каломельная паста Hg2Cl2. Конструкция хлорсеребряного электрода показана на рис. 3.2. Он состоит из серебряного электрода 1, электролита 2, слоя AgCl 3, резиновой мембраны 4. Все это заключено в стеклянный корпус 5. Потенциал индикаторного электрода зависит от активности контролируемых ионов. В качестве индикаторных электродов применяют водородные электроды, хингидронные, металлоксидные и стеклянные. Наиболее универсальным является стеклянный электрод (рис. 3.3). Он состоит из стеклянного корпуса 1, в котором помещен металлический электрод 2 и залит электролит 3. На конце корпуса имеется шарик-мембрана из электродного стекла, легированного натрием или литием 4. При погружении стеклянного электрода в раствор ионы натрия (или лития) вытесняются из стекла ионами водорода, и электрод приобретает свойства водородного электрода. ЭДС электродной системы, равная разности потенциалов электродов, согласно уравнению (3.1) зависит от рН и температуры. На рис. 3.4 представлено семейство характеристик Е эс(рН) при различных температурах раствора (t3 > t2 > t1). Е И, рН И – координаты изопотенциальной точки.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|