Электроды для измерения рН
•Окислительно - восстановительным электродом является хингидронный электрод (хингидрон - смесь органического
соединения хинона и его восстановленной формы гидрохинона). Этот электрод реагирует практически только на Н+.
•С6Н4О2, С6Н4О2(ОН)2, Н+/ Рt
•Процесс С6Н4О2 + 2Н+ + 2 = С6Н4О2(ОН)2.
•Этот электрод пригоден для работы только в кислых средах и используется для определения рН среды.
•Н2 → 2Н → 2Н+ + 2е. –Водородный электрод
•Стеклянный электрод.
•Состоит из стеклянной тонкостенной ампулы, в которую налит раствор с известной концентрацией ионов Н+. В результате обмена между катионами стекла и ионами Н+ раствора возникает разность потенциалов. При погружении ампулы в раствор с неизвестной концентрацией Н+ за счет обменных процессов между раствором и стеклом потенциал изменится. Это изменение будет зависеть от концентрации ионов Н+ в исследуемом растворе. Используется стеклянный электрод в средах при рН не более 9, чтобы не происходило взаимодействие стекла с раствором.
• Н+стекло → Н+раствор
Ме+стекло + Н+раствор → Ме+раствор + Н+стекло
• Hg/Hg2Cl2,KCl/Cн(Сх)/стекло/HCl,AgCl/Ag
• E1 Е = E1-E2 E2
• E1= E0 Hg/Hg2Cl2 - RT/F lnaCl(1)- - RT/F lnaH+
(х)
•E2= E0 Аg/АgCl - RT/F lnaCl(2)- - RT/F lnaH+(ст)
•Eст = E0ст – RT/F lnaн(х)
•Ех = Е0ст + 2,3 RT/F *pH
1 – полый шарик из электродного стекла; 2 – стеклянный электрод; 3 – внутренний контактный электрод; 4 – вспомогательный электрод; 5 – рН-метр; 6 – электролитический контакт; 7 – пористая
перегородка; 8 – ванна для испытуемого раствора;
• Е = Ек +Евсп +Евн +Ех |
(1) |
•где Ек – ЭДС контактного электрода (3); Евсп – ЭДС вспомогательного электрода (4); Евн – ЭДС, возникающая на внутренней поверхности стеклянного электрода (определяемое величиной рН внутреннего раствора); Ех – ЭДС,
возникающая на внутренней поверхности стеклянного электрода (определяемое величиной рН контролируемого раствора).
Ек , Евсп , Евн не зависят от свойств испытуемого
раствора и при постоянной температуре являются постоянными величинами, поэтому формулу (1) можно представить в виде
• Е=Ех + const
•Согласно уравнению Нернста
•Ех = Е0ст + 2,3 RT/F *pH
•где R – универсальная газовая
постоянная, R = 8,315·107 эрг/град·моль; Т – температура раствора, °К; F – число Фарадея, F = 96500 кулон/г-экв; рН – значение водородного показателя исследуемого раствора.
•Таким образом, суммарно ЭДС Е линейно зависит от рН исследуемого раствора. Возникающая ЭДС приводит в движение стрелку прибора, шкала которого проградуирована на различные значения рН.
Ионоселективные
электроды
•Ионоселективные электроды (ИСЭ), представляет
собой устройство, основным элементом которого является мембрана, проницаемая только для определенного иона и чувствительные к катионам и анионам.
•ИСЭ – это электрохимические системы, в которых потенциал определяется процессами распределения ионов между мембраной и раствором.
•E = const *0,058/ ZA lg aA,
•Ионоселективные электроды имеют следующие достоинства: они не оказывают воздействия на исследуемый раствор, портативны, пригодны как для прямых определений, так и в качестве индикаторов в титриметрии.
•Метод с использованием в анализе ионоселективных электродов получил название ионометрией
Типы ионоселективных электродов
•В зависимости от типа мембраны ионселективные электроды можно разделить на следующие группы:
•1. Твердые электроды с гомогенной или гетерогенной мембраной на основе ионообменных смол, стекол, осадков, моно- и поликристаллов;
•2. Жидкостные электроды (на основе ионных ассоциатов, хелатов металлов или нейтральных лигандов) и жидких ионитов хелатов - нейтральные переносчики, биологически активных веществ;
•3.Газовые электроды
•4.Энзимные (ферментные) электроды
•Электроды с твердыми мембранами
–Лантанфторидный электрод
–Сульфидсеребряные электроды
–Галогенсеребряные и некоторые другие эл ектроды на основе серебра
–Электроды на основе сульфидов некоторы
х
двузарядных металлов
–Стеклянные электроды
•Электроды с жидкими мембранами
–Электроды на основе жидких катионитов
–Электроды на основе жидких анионитов
–Нитрат-селективный электрод
•Газовые электроды