Электрохимические методы анализа почв. Щеглов Д.И - 14 стр.

UptoLike

14
ния 1,0 и 0,1 N KCl в каломельных электродах, то в диапазоне t
0
от 10 до
30
0
их потенциалы строго стабилен. И , тем не менее, каломельные элек-
трод чаще всего заполняется насыщенным раствором KCl. Его преимуще -
ство сводится к тому, что концентрация насыщенного раствора KCl не из-
меняется во времени. И поэтому этот электрод можно очень долго исполь -
зовать даже в полевых условиях. А вот в ненасыщенных электродах при их
длительном хранении всегда возможно ощутимое увеличение концентра-
ции KCl вследствие испарения воды. Поэтому потенциал ненасыщенных
электродов менее устойчив. Исходя из этих доводов, в каломельные элек-
троды на весь срок их службы заливают и по необходимости добавляют
насыщенный раствор KCl. Что касается влияния t
0
,то в потенциометрах
имеется приспособление для коррекции её воздействия на каломельный
электрод.
Далее рассмотрим, что будет происходить с каломельным электродом,
если к его ртути с одной стороны и его каломели с другой (через раствор
KCl ) подключить внешний источник тока . При наложению на ртуть по -
ложительного потенциала металлическая ртуть начинает окисляться с об-
разование свободных катионов Нg
+
, часть из которых перейдёт в калоель.
В итоге в слое каломеля появляются дополнительные количества ионов
Нg
+
. Но этот появившийся избыток Нg
+
сразу же связывается хлорид ио-
ном и тут же выпадает в осадок в виде каломели . В результате концентра-
ция катионов ртути в каломели и потенциал электрода не меняется. При
подключении к ртути отрицательного потенциала изменение направления
тока электронов вызывает восстановление катионов Нg
+
в каломели до ме-
таллической ртути . Но и в этом случае концентрация катионов Нg
+
в кало -
мели не изменяется благодаря дополнительному растворению Hg
2
Cl
2
. Та-
ким образом, потенциал каломельного электрода будет сохранять постоян-
ное значение до тех пор, пока не будет полностью израсходованы метал-
лическая ртуть , каломель или KCl. Если же направление тока , проходяще -
го через этот электрод, периодически меняется (что и происходит в потен-
циометрии), то стабильность потенциала сохраняется неопределенно дол-
го .
Кроме каломельного в потенциометрии часто используют хлорсереб-
ряный , хингидронный , водородный и др . вспомогательные электроды. По -
скольку при транспортировке и эксплуатации всегда есть риск разбить
электрод, то во избежание загрязнения лаборатории ядовитыми парами
ртути , каломельные электроды сегодня практически не используют. Не-
достатком хингидронного электрода является большая погрешность его
работы в щелочной среде рН и высокая окисляемость гидрохинона кисло -
родом воздуха . Что касается водородного электрода , то из-за громоздко -
сти , сложности , капризности , неустойчивости в работе он никогда широко
не применялся. По этой причине в комплекте к потенциометру, как прави -
ло , прилагается хлорсеребряные электроды. Этот электрод состоит из се -
ребряной проволоки , покрытой губчатым осадком хлористого серебра. Эта
проволока погружена во внутренний раствор насыщенный КС l (см . рис.
7). Скачек потенциала электрода возникает вследствие реакции Аg = Аg
+
+
                                              14
ни я 1,0 и 0,1 N KCl в ка ло м е льных эле ктр о да х, то в ди а па зо не t 0 о т10 до
30 0 и х по те нци а лы стр о го ста б и ле н. И , те м не м е не е , ка ло м е льные эле к-
тр о д ча ще все го за по лняе тся на сыще нным р а ство р о м KCl. Его пр е и м уще -
ство сво ди тся к то м у, что ко нце нтр а ци я на сыще нно го р а ство р а KCl не и з-
м е няе тся во вр е м е ни . И по это м у это тэле ктр о д м о ж но о че нь до лго и спо ль-
зо ва ть да ж е в по ле вых усло ви ях. А во тв не на сыще нных эле ктр о да х пр и и х
дли те льно м хр а не ни и все гда во зм о ж но о щути м о е уве ли че ни е ко нце нтр а -
ци и KCl всле дстви е и спа р е ни я во ды. По это м у по те нци а л не на сыще нных
эле ктр о до в м е не е усто йчи в. И схо дя и з эти х до во до в, в ка ло м е льные эле к-
тр о ды на ве сь ср о к и х служ б ы за ли ва ю т и по не о б хо ди м о сти до б а вляю т
на сыще нный р а ство р KCl. Ч то ка са е тся вли яни я t 0,то в по те нци о м е тр а х
и м е е тся пр и спо со б ле ни е для ко р р е кци и е ё во зде йстви я на ка ло м е льный
эле ктр о д.
        Да ле е р а ссм о тр и м , что б уде тпр о и схо ди ть с ка ло м е льным эле ктр о до м ,
е сли к е го р тути с о дно й сто р о ны и е го ка ло м е ли с др уго й – (че р е з р а ство р
KCl ) по дклю чи ть вне шни й и сто чни к то ка . Пр и на ло ж е ни ю на р туть по -
ло ж и те льно го по те нци а ла м е та лли че ска я р туть на чи на е то ки сляться с о б -
р а зо ва ни е сво б о дных ка ти о но в Нg+, ча сть и з ко то р ых пе р е йдё тв ка ло е ль.
В и то ге в сло е ка ло м е ля по являю тся до по лни те льные ко ли че ства и о но в
Нg+. Н о это тпо яви вши йся и зб ыто к Нg+ ср а зу ж е связыва е тся хло р и д и о -
но м и тутж е выпа да е тв о са до к в ви де ка ло м е ли . В р е зульта те ко нце нтр а -
ци я ка ти о но в р тути в ка ло м е ли и по те нци а л эле ктр о да не м е няе тся. Пр и
по дклю че ни и к р тути о тр и ца те льно го по те нци а ла и зм е не ни е на пр а вле ни я
то ка эле ктр о но в вызыва е тво сста но вле ни е ка ти о но в Нg+ в ка ло м е ли до м е -
та лли че ско й р тути . Н о и в это м случа е ко нце нтр а ци я ка ти о но в Нg+ в ка ло -
м е ли не и зм е няе тся б ла го да р я до по лни те льно м у р а ство р е ни ю Hg2Cl2 . Та -
ки м о б р а зо м , по те нци а л ка ло м е льно го эле ктр о да б уде тсо хр а нять по сто ян-
но е зна че ни е до те х по р , по ка не б уде тпо лно стью и зр а схо до ва ны м е та л-
ли че ска я р туть, ка ло м е ль и ли KCl. Е сли ж е на пр а вле ни е то ка , пр о хо дяще -
го че р е з это тэле ктр о д, пе р и о ди че ски м е няе тся (что и пр о и схо ди тв по те н-
ци о м е тр и и ), то ста б и льно сть по те нци а ла со хр а няе тся не о пр е де ле нно до л-
го .
        Кр о м е ка ло м е льно го в по те нци о м е тр и и ча сто и спо льзую тхло р се р е б -
р яный, хи нги др о нный, во до р о дный и др . вспо м о га те льные эле ктр о ды. По -
ско льку пр и тр а нспо р ти р о вке и эксплуа та ци и все гда е сть р и ск р а зб и ть
эле ктр о д, то во и зб е ж а ни е за гр язне ни я ла б о р а то р и и ядо ви тым и па р а м и
р тути , ка ло м е льные эле ктр о ды се го дня пр а кти че ски не и спо льзую т. Н е -
до ста тко м хи нги др о нно го эле ктр о да являе тся б о льша я по гр е шно сть е го
р а б о ты в ще ло чно й ср е де р Н и высо ка я о ки сляе м о сть ги др о хи но на ки сло -
р о до м во здуха . Ч то ка са е тся во до р о дно го эле ктр о да , то и з-за гр о м о здко -
сти , сло ж но сти , ка пр и зно сти , не усто йчи во сти в р а б о те о н ни ко гда ши р о ко
не пр и м е нялся. По это й пр и чи не в ко м пле кте к по те нци о м е тр у, ка к пр а ви -
ло , пр и ла га е тся хло р се р е б р яные эле ктр о ды. Э то т эле ктр о д со сто и т и з се -
р е б р яно й пр о во ло ки , по кр ыто й губ ча тым о са дко м хло р и сто го се р е б р а . Э та
пр о во ло ка по гр уж е на во внутр е нни й р а ство р – на сыще нный КС l (см . р и с.
7). Ска че к по те нци а ла эле ктр о да во зни ка е твсле дстви е р е а кци и Аg = Аg+ +