5.Устройство, запись, работа индикаторных электродов кислотно-основного титрования (водородного, стеклянного, хингидронного).

Водородный индикаторный электрод

Устройство водородного индикаторного электрода аналогично НВЭ, запись его такая же: Pt (Н₂)Н⁺, только концентрация ионов водорода не равна 1моль/л, т.е. является неизвестной и ее нужно определить. На электроде протекает реакция:Н⁺ + 1 ↔ ½ Н₂.

Характеристика водородного электрода:

• дает самые точные показания рН и поэтому применяется для калибровки рН – метров и индикаторных электродов.

• работе неудобен (требуется водород, следует поддерживать постоянным его давление).

• боится присутствия окислителей и восстановителей, а также платиновых ядов ядов (As^2-, S^2- и т.д.).

обычных химических лабораториях по двум последним причинам практически не применяется.

Хингидронно–платиновый электрод (хингидронный)состоит из хингидрона, который на кончике шпателя вносят в анализируемый раствор и платины, запаянной в стеклянную трубочку, контакт которой находится снаружи. Хингидрон представляет собой эквимолярное соединение хинона и гидрохинона, который в водном растворе распадается на свои компоненты: хинон и гидрохинон:

Характеристика хингидронного электрода:

1.Очень прост в обращении.

2. Позволяет производить точные измерения с любыми приборами.

3. Боится сильных окислителей и восстановителей, которые могут навязать ему свои потенциалы.

4. Дает точные показания в кислой и нейтральной средах, а при рН > 8 потенциал становится таким низким, что гидрохинон начинает окисляться в хинон кислородом воздуха и показания становятся неточными.

5. Загрязняет анализируемый раствор и, следовательно, для технологических измерений непригоден.

В настоящее время применяется редко: (геология, почвоведения, учебные работы).

Стеклянный электрод

Схема стеклянного электрода представлена на рис.13. Он представляет собой стеклянную трубку (2) с шариком (1) на конце диаметром 15 – 20 мм и толщиной стенок 0,06–0,1 мм, изготовленным из специального сорта стекла определенного состава. В стеклянный сосуд помещается контакт (3). Внутрь электрода заливается раствор (4). Сверху электрод закрывается колпачком (5).

Р ис.13. Устройство стеклянного электрода

Стекло, применяемое для изготовления стеклянных электродов, содержит большое количество щелочных металлов (лития и натрия) и способно обмениваться катионами металлов с ионами водорода, содержащимися в растворе:

Sil – Li⁺ + H⁺ Li⁺ + Sil – H⁺.

Характеристика стеклянного электрода:

1. В некотором смысле стеклянный электрод является идеальным, так как:

• Механически прочен.

• Химически устойчив.

• Не боится ни восстановителей, ни окислителей, ни механической грязи (можно чистить щеточкой ).

• Сохраняет линейную зависимость в интервале рН от –1 до 13. При рН > 13 дает неверные результаты, так как в сильнощелочной среде происходит разъедание стекла.

К недостаткам стеклянного электрода можно отнести следующие:

1. E⁰_усл. зависит от сорта стекла, состава внутреннего раствора, от серебряного контакта. Он может значительно колебаться у электродов одной серии и поэтому для измерения рН не применяется, поэтому каждый электрод снабжается паспортом.

2. Стекло обладает огромным сопротивлением  510⁸ Ом и что делает невозможным использование обычной компенсационной схемы и обычного потенциометра. В настоящее время этот недостаток преодолён применением ламповых приборов (милливольтметров, рН-метров) с огромным входным сопротивлением (порядка 10¹² Ом).