5 Этап. Определение содержания фторидов в питьевой воде

В три мерные колбы объемом 50 мл поместить по 5 мл ацетатного буферного раствора и доводят до метки анализируемой питьевой водой.

Содержимое мерной колбы тщательно перемешивают.

Выполнить мероприятия по кондиционированию электрода.

Выполнить измерения потенциала электрода и по градуировочному графику рассчитать содержание фторид-ионов в питьевой воде.

6 Этап. Определение параметров селективности электрода

Используя положения по определению параметров селективности нитрат-селективного электрода, определить величины коэффициентов потенциометрической селективности фторид-селективного электрода по отношению к посторонним анионам.

Ионометрическое определение калия

Первые серийные электроды для определения калия были изготовлены на основе стекол специального состава. Однако все применявшиеся сорта стекол, чувствительные к ионам калия, недостаточно селективны в присутствии других однозарядных катионов.

Более совершенными в этом плане оказались ионоселективные электроды с жидкими, или пленочными, мембранами на основе так называемых нейтральных переносчиков.

Пленочные ионоселективные электроды на основе пластифицированных поливинилхлоридных пленок оказались более удобными в работе. Мембраны таких электродов состоят из полимера, пластификатора, ионообменника и нейтрального переносчика, взятого в сверхэквивалентном количестве по сравнению с ионообменником.

Пластификатор выполняет функции растворителя, полимер играет роль инертной матрицы, не оказывающей существенного влияния на электрохимические характеристики мембраны. Ионобменник обеспечивает постоянную активность ионов калия в мембране, а нейтральный переносчик обеспечивает селективность к иону калия в присутствии посторонних ионов.

Нейтральные переносчики представляют собой липофильные органические молекулы циклического и нециклического строения, содержащие полярные группы. Молекулы нейтральных переносчиков способны образовывать, вследствие электроно-донорно-акцепторного взаимодействия, комплексные катионы с ионами металлов, главным образом щелочных и щелочноземельных.

Селективность нейтрального переносчика к тому или иному иону определяется соответствием размеров полости органической молекулы размеру иона, стехиометрией комплекса, а также природой полярных групп.

В соответствии с теорией селективности Никольского, потенциал электрода в растворе, содержащем определяемый и мешающий ион, описывается уравнением:

где - коэффициент потенциометрической селективности

электрода, равный в первом приближении, константе

равновесия процесса ионного обмена постороннего иона на

определяемый в фазе мембраны.

Введение в состав мембраны нейтральных переносчиков, образующих достаточно прочные комплексы с определяемым ионом, сдвигает равновесие процесса ионного обмена в сторону, препятствующую проникновению мешающего иона в фазу мембраны и вытеснению им определяемого иона в водный раствор. В результате такого влияния нейтральных переносчиков коэффициент потенциометрической селективности электрода уменьшается.

В первом приближении величина коэффициента потенциометрической селективности электродов с жидкими и пленочными мембранами на основе нейтральных переносчиков описывается соотношением:

где константы устойчивости комплексов, образуемых нейтральным переносчиком с мешающим и определяемым ионами в водной фазе.

В качестве переносчиков для мембран калий-селективных электродов предложены как синтетические соединения (типа краун-эфиров), так и природные (валиномицин).

Валиномицин- циклический депсипептид с 36-членным макроциклом способен образовывать полость по размеру соответствующую размеру иона калия, а также рубидия. Внутреннюю полость цикла образуют полярные группы, а гидрофобные фрагменты ориентированы наружу. Этим достигается высокая липофильность образующегося комплекса и его растворимость в неполярных органических растворителях.

Общее содержание калия в почвах всегда выше, чем фосфора и азота вместе взятых. Содержание водорастворимого калия в почве очень мало и обычно составляет 1-5 мг на 1кг почвы. Большая часть калия в почвах входит в состав обменного комплекса почв (так называемый обменный калий). Обменный калий может составлять 1-3 % от веса почвы, причем наиболее богаты обменным калием черноземы, а наиболее бедны подзолистые почвы.

Поскольку растения хорошо усваивают и водорастворимый и обменный калий, суммарное содержание этих видов калия наиболее объективно характеризует почву по данному питательному элементу. Водорастворимый и обменный калий, который усваивается растениями, иначе еще называют подвижным калием.

Все методики определения калия основаны на вытеснении обменного калия из почвы в раствор избытком какого-либо электролита, чаще всего 0.2 н раствором соляной кислоты, при соотношении почва: раствор = 1:25 для торфяно-болотистых почв, и 1:5 для минеральных почв с последующим потенциометрическим определением калия в фильтрате.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Поскольку ряд параметров в уравнении Нернста (Е_о, наклон электродной функции) не являются строго постоянными и зависят от условий процесса измерений, определение активности катионов калия в анализируемых растворах обычно проводят с помощью предварительно построенного градуировочного графика.

Для этого измеряют значения э.д.с. гальванической ячейки, в состав которой входит калий-селективный электрод, в растворах с известной активностью катионов калия и строят зависимость

Затем измеряют значение э.д.с. в исследуемом растворе и по градуировочному графику находят величину логарифма активности катионов калия.