ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение нитрата в техническом образце из "Практикум по физико-химическим методам анализа" Потенциометрический метод, основанный на измерении электродвижущих сил (э.д.с.) обратимых гальванических элементов, используют для определения содержания веществ в растворе и измерения различных физико-химических величин. В потенцио-метрии обычно применяют гальванический элемент, включающий два электрода, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса) или в два различных по составу раствора, имеющих между собой жидкостной контакт (цепь с переносом). [c.115] Электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) определенных ионов в растворе, называется индикаторным. [c.115] Для измерения потенциала нндикаюрного электрода в раствор погружают второй электрод, потенциал которого не зависит от концентрации определяемых ионов. Такой электрод называется электродом сравнения. [c.115] В потенциометрии используют два основных класса индикаторных электродов. [c.115] Потенциометрический анализ широко применяют для непосредственного определения активности ионов, находящихся в растворе (прямая потенциометрия — ионометрия), а также для индикации точки эквивалентности при титровании по изменению потенциала индикаторного электрода в ходе титрования (потенциометрическое титрование). При потенциометрическом титровании могут быть использованы следующие типы химических реакций, в ходе которых изменяется концентрация потенциалопределяющих ионов реакции кислотно-основного взаимодействия, реакции окисления — восстановления, реакции осал -деиия и комплексообразования. [c.116] Объем реагента можно зафиксировать более точно, определив точку, в которой вторая производная потенциала по объему А Е/АУ равна нулю (рис. 2.9, й). [c.117] Рассмотренные способы основаны на предположении, что кривая титрования симметрична относительно точки эквивалентности и перегиб кривой соответствует этой точке. Это допущение справедливо при условии, что вещества взаимодействуют в эквимолекулярных соотношениях и что электродный процесс полностью обратим. [c.117] Главное преимущество потенциометрического метода, по сравнению с другими методами анализа — быстрота и простота проведения измерений. [c.117] Время установления равновесного потенциала индикаторных электродов мало, что удобно для изучения кинетики реакций и автоматического контроля технологических процессов. Используя микроэлектроды, можно проводить измерения в пробах объемом до десятых долей миллилитра. Потенциометрический метод дает возможность проводить определения в мутных и окрашенных растворах, вязких пастах, и при этом исключая операции фильтрации и перегонки. Потенциометрические измерения относят к группе неразрушающих способов контроля и анализируемый раствор может быть использован для дальнейших исследований. Погрешность определения при прямом потенциометрическом измерении составляет 2—10%, при проведении потенциометрического титрования 0,5—1%. Интервал определения содержания компонентов потенциометрическим методом в различных природных и промышленных объектах находится в пределах от О до 14 pH для стеклянных электродов, и от 10° до 10 (И) ) М определяемого иона для других типов ионселективных электродов. [c.117] Автоматическое титрование. В настоящее время имеются различные автоматические титраторы. Эти приборы часто не дают более точных результатов, чем при проведении потенциометрического титрования обычным способом, но они сокращают продолжительность анализа и их удобно использовать при большом числе серийных анализов. [c.118] Применяют автоматические титраторы двух типов. Приборы первого типа автоматически записывают кривую титрования в координатах потенциал—объем реагента (А /А /, А Я/АУ ). В этом случае конечную точку титрования находят по кривой. В приборах второго типа титрование автоматически прекращается как только потенциал системы электродов достигнет заданного значения, соответствующего точке эквивалентности. Это значение потенциала обычно устанавливают путем предварительного титрования в неавтоматическом режиме. [c.118] Полуавтоматическое титрование. Метод полуавтоматического потенциометрического титрования отличается от обычного потенциометрического тем, что титрант поступает непрерывно с постоянной скоростью, и поэтому нет необходимости измерять объем титранта, добавляемый в исследуемый раствор. Эту величину заменяет длина диаграммной ленты от начала титрования до точки эквивалентности, поскольку кривая титрования записывается с помощью самописца. [c.118] При полуавтоматическом потенциометрическом титровании конечную точку титрования определяют на основе зависимости длины диаграммной ленты от потенциала при постоянной скорости подачи титранта в исследуемый раствор и движения диаграммной ленты. [c.118] В необратимых окислительновосстановительных системах потенциал индикаторного электрода устанавливается медленно, он неустойчив, поэтому в этом случае применяют потенциометрическое титрование с поляризованными электродами (потенциометрическое титрование под током). При этом для индикации конечной точки титрования используют изменение потенциала электрода, поляризованного малым током (10 А). [c.119] Электронообмениые электроды. В окислительновосстановительных реакциях в качестве индикаторных электродов часто применяют инертные металлы, например, платину, золото. Потенциал, возникающий на платиновом электроде, зависит от отношения концентраций окисленной и восстановленной форм одного или нескольких веществ в растворе. [c.119] Металлические индикаторные электроды изготавливают из плоской металлической пластинки, скрученной проволоки или металлизированного стекла. Обычно при погрумсении в раствор такого электрода быстро устанавливается равновесие. Очень важно перед работой тщательно очистить поверхность металла хорошим методом очистки является быстрое погружение электрода в концентрированную азотную кислоту и последующее многократное промывание дистиллированной водой. Отечественная промышленность выпускает тонкослойный платиновый электрод ЭТПЛ-01М. [c.119] Ионселективные электроды. Среди ионселективных электродов наибольшее распространение получил стеклянный электрод, предназначенный для измерения pH. [c.119] Потенциал стеклянного электрода обусловлен обменом иопов щелочных металлов, находящихся в стекле с ионами водорода из раствора. Энергетическое состояние ионов в стекле и растворе различно. Это приводит к тому, что ионы водорода так распределяются между стеклом и раствором, что поверхности этих фаз приобретают противоположные заряды, между стеклом и раствором возникает разность потенциалов, значение которой зависит от pH раствора. Подробно теоретические основы работы стеклянных и других ионселективных электродов описаны в соответствующих монографиях. [c.120] Выпускаемые серийно в нащей стране стеклянные электроды для измерения pH (ЭСЛ-11Г-05, ЭСЛ-41Г-04, ЭСЛ-63-07, ЭСЛ-43-07) пригодны для работы в интервале pH от О до 14. [c.120] Вернуться к основной статье