ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование поведения стеклянного электрода из "Сборник практических работ по физической химии Вып 1" Потенциал водородного электрода а, измеренный против какого либо стандартного электрода, дает возможность судить о степени действительной кислотности (pH) того раствора, в который данный водородный электрод погружен. [c.20] Кроме этого факта, известно еще, что в сильно щелочной области стеклянный электрод ведет себя как металлический электрод (натриевый, литиевый). В промежуточной области (pH от 10 до 13) потенциал стеклянного электрода принимает значения, промежуточные между теми, которые он должен был бы иметь, если бы функционировал как водородный, и теми, которые он принимал бы, если бы функционировал как металлический. [c.21] Было сделано немало попыток объяснить эти явления. В настоящее время наибольшим признанием пользуется ионообменная теория стеклянного электрода, излагаемая далее. Эта теория объясняет как водородную функцию стеклянного электрода, так и металлическую и связывает кроме того всю группу фактов, относящихся к действию стеклянного электрода с другой группой фактов из области, носящей название обмена ионов. [c.21] Ионообменная теория стеклянного электрода объясняет действие стеклянного электрода, приписывая причину возникновения разности потенциалов на границе двух фаз — стекло — раствор не одному роду ионов, а двум, например ионам натрия и водорстт, или даже нескольким видам. Оба иона должны создать одну и ту же разность электрических потенциалов, что возможно только при определенных соотношениях между их концентрациями в обеих фазах поэтому при перемещении стекла из одного раствора в другой предполагается, что возникают перемещения ионов из одной фазы в другую, которые происходят до тех пор, пока не установится общая для обоих видов равновесная разность электрических потенциалов. [c.21] Л/ о—суммарная концентрация ионов натрия и водорода в поверхностном слое стекла. — соответственно концентрации ионов натрия и ионов водорода в том же слое. [c.22] Здесь К есть константа, полученная комбинированием констант, обозначенных знаком в (5). [c.23] Константа К для электродного стекла величина очень малая, поэтому при сколько-нибудь значительных концентрациях водородного иона вторым членом под знаком логарифма можно пренебречь. Тогда потенциал стеклянного электрода зависит только от концентрации водородного иона, что действительно и наблюдается в кислых и слабо щелочных растворах. [c.24] Наоборот, при очень малых концентрациях водородного иона, т. е. в сильно щелочных растворах — первый член под знаком логарифма становится исчезающе малым и превалирует второй. [c.24] Формула (10) показывает, что в этом случае э. д. с. элемента зависит только от активности натриевых ионов в растворе в полном соответствии с опытом. [c.24] На двух поверхностях пленки (4) образуется два скачка потенциала, один из которых постоянен, другой меняется с изменением исследуемого раствора. Электродвижущая сила Е полученного таким образом стеклянно-каломельного элемента представляет собой разность потенциалов стеклянного и каломельного электродов Е— л — tp , где потенциал каломельного электрода, — потенциал стеклянного электрода, складывающийся из трех скачков потенциала на трех границах стеклянная мембрана — внешний (изменяемый) раствор, стеклянная мембрана — внутренний раствор, внутренний раствор — серебро. [c.25] стеклянно-каломельного элемента можно было бы измерить как и э. д. с. всякого другого гальванического элемента, если бы не колоссальное внутреннее сопротивление элемента, возникающее благодаря наличию стеклянной мембраны. Это обстоятельство вызывает необходимость применения электростатических методов измерения з. д. с., что требует соответствующего изменения аппаратуры и электростатической защиты. Вместо гальванометров здесь в качестве нульинструмента применяются электростатические приборы электрометры или приборы с электронными лампами. Схема соединения при этом остается почти такая же, как и обычная компенсационная, только вместо гальванометра включается электростатический нулевой прибор — электрометр (рис. 9). [c.25] Электроды 2—стеклянный 2—каломельный 3—электрометр 4—аккумулятор, питающий 5, 6 7—компенсационный прибор (например реохорд) переключатель Е—батарея, подающая заряд на бисквит электрометра. [c.25] Необходимо следить за изоляцией электрометра. Время от времени с него следует осторожно стирать пыль замшевой тряпочкой, увлажненной спиртом. При этом должна соблюдаться величайшая осторожность малейший сдвиг электрометра с места потребует новой его настройки, не говоря уже о том, что от резкого движения может порваться нить, на которой подвешен бисквит. [c.27] Настройка электрометра состоит в том, чтобы добиться по возможности меньшего влияния потенциала, поданного на бисквит, на нулевое положение зайчика при подаче напряжения батареи на бисквит зайчик должен занимать, по возможности, такое же положение, как и при наложенном на бисквит нулевом потенциале. [c.27] Приведенное на рис. 8 устройство стеклянного электрода иногда видоизменяется. Так, например, вместо электродных сосудиков с припаянной мембраной часто применяется сосудик с выдутым на конце шариком из электродного стекла. В последнем случае при достаточно больших размерах шарика и достаточно тонкой стенке может в качестве нульинструмента применяться и зеркальный гальванометр, чем, однако, пользуются редко в силу хрупкости и громоздкости таких электродов. [c.28] Применяются и другие виды стеклянных электродов, каждый из которых имеет свои преимущества в отдельных случаях. Вместо хлорсеребряного электрода применяется иногда микрокаломель-ный электрод. Вместо агарового сифона и соединительного сосуда можно вводить каломельный электрод непосредственно в сосуд с исследуемым раствором, если кончик его снабдить пришлифованным колпачком. В обычных условиях такой электрод мало применяется, так как он обладает большим сопротивлением, но здесь, благодаря применению электростатических методов он функционирует хорошо. [c.28] Применение стеклянного электрода для измерения pH основано на том, что величина этого скачка (с з) определяется такой же формулой, как и потенциал водородного электрода, т. е. [c.29] При работе перемена знака э. д. с. обнаруживается тем, что при установке потенциометра на любые деления шкалы отклонение нульинструмента происходит все всеми в одном направлении. [c.30] Перечислим неполадки в работе. [c.30] Припаивание пленки. Подносят выдутый пузырь возможно ближе к пламени, против пузыря по другую сторону пламени разогревают докрасна тот конец горлышка, который не подвергался оплавлению. Теперь продвигают сквозь пламя горлышко до соприкосновения с пузырем, тотчас отступают на 1—2 мм назад выводят кверху горлышко из пламени. При этом к трубке плотно приплавляется пленка, а в пузыре проплавляется ровное отверстие. По этому способу из одного пузыря можно сделать много электродов. [c.31] Вернуться к основной статье