Электрохимические методы анализа почв. Щеглов Д.И - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
е. Его величена зависит, как и в случае с каломельным электродом, от кон-
центрации КС 1. Все электроды сравнения должны исправно выполнять
две основные задачи : 1- служить проводником электротока от испытуемо-
го раствора к потенциометру и 2- постоянно сохранять свой электрический
потенциал.
2.5. Измерение потенциала индикаторного электрода . Для измере-
ния электродинамической силы (ЭДС) необходимо смонтировать замкну-
тую электроцепь. Для этого берут 2 электрода . Один из них индикаторный ,
другой – вспомогательный . Оба погружают в испытуемый раствор. Если
теперь оба выхода (или штекера) от этих электродов подключить к чувст-
вительному гальванометру, то электрическая цепь этих двух электродов
замкнётся (см . рис. 7). По ней потечёт ток, и стрелка гальванометра откло -
нится и покажет величину суммарного потенциала обоих электродов.
Рис. 7. Принципиальная схема измерения потенциала электродов
В приведённой (см . рис. 7) схеме источником тока является индика -
торный электрод. На контакте раздела этого электрода с одной стороны и
анализируемого раствора - с другой, все время поддерживается электропо -
тенциал. Его величена будет строго зависеть от концентрации тех ионов, к
которым этот электрод чувствителен. Эта зависимость подчиняется урав-
нению Нернста : Е = Е
0
± RT/nF × ln Υ C
x,
где Е – суммарный потенциал
электродной системы, м В; Е
0
– постоянный (или стандартный ) потенциал
индикаторного электрода , м В; R - универсальная газовая постоянная, рав-
ная 8,314 Дж /М ; Т – абсолютная температура раствора, F - число Фарадея,
равное 96484 Кл/М ; n - валентность ионов; Υ - коэффициент активности ;
С
х
– общая концентрация ионов, г/л. Если поставить все эти величины в
формулу, то при температуре 25
0
С уравнение Нернста примет следующий
вид: Е = Е
0
± 0,059/n × ln а
х
, где а – активность измеряемого иона. Знак «+»
используется для измерения анионов, знак «-» - для измерения катионов.
Как следует из уравнения, при t раствора в 25
0
С изменение активности
одновалентных ионов в 10 раз приводит к изменению потенциала электро-
да на 0,059 В или 59 м В. В случае двух валентных ионов то же (т. е . 10-ти
кратное) изменение их концентрации даст смещение потенциала электрода
в 2 раза меньше , т. е . 29,6 В (исходя из деления 59/2). При замере активно -
сти 3-х валентный ионов 10-ти кратное изменение их концентрации по -
                                               15
е. Е го ве ли че на за ви си т, ка к и в случа е с ка ло м е льным эле ктр о до м , о тко н-
це нтр а ци и КС 1. В се эле ктр о ды ср а вне ни я до лж ны и спр а вно выпо лнять
две о сно вные за да чи : 1- служ и ть пр о во дни ко м эле ктр о то ка о ти спытуе м о -
го р а ство р а к по те нци о м е тр у и 2- по сто янно со хр а нять сво й эле ктр и че ски й
по те нци а л.
      2.5. Измерен и е пот ен ци а ла и н ди к а т орн ого элек т рода . Для и зм е р е -
ни я эле ктр о ди на м и че ско й си лы (Э ДС) не о б хо ди м о см о нти р о ва ть за м кну-
тую эле ктр о це пь. Для это го б е р ут2 эле ктр о да . О ди н и з ни х и нди ка то р ный,
др уго й – вспо м о га те льный. О б а по гр уж а ю т в и спытуе м ый р а ство р . Е сли
те пе р ь о б а выхо да (и ли ште ке р а ) о тэти х эле ктр о до в по дклю чи ть к чувст-
ви те льно м у га льва но м е тр у, то эле ктр и че ска я це пь эти х двух эле ктр о до в
за м кнё тся (см . р и с. 7). По не й по те чё тто к, и стр е лка га льва но м е тр а о ткло -
ни тся и по ка ж е тве ли чи ну сум м а р но го по те нци а ла о б о и х эле ктр о до в.




      Ри с. 7. П ри н ци пи а льн а я с хема и змерен и я пот ен ци а ла элек т родов
      В пр и ве дё нно й (см . р и с. 7) схе м е и сто чни ко м то ка являе тся и нди ка -
то р ный эле ктр о д. Н а ко нта кте р а зде ла это го эле ктр о да с о дно й сто р о ны и
а на ли зи р уе м о го р а ство р а - с др уго й, все вр е м я по дде р ж и ва е тся эле ктр о по -
те нци а л. Его ве ли че на б уде тстр о го за ви се ть о тко нце нтр а ци и те х и о но в, к
ко то р ым это т эле ктр о д чувстви те ле н. Э та за ви си м о сть по дчи няе тся ур а в-
не ни ю Н е р нста : Е = Е0 ± RT/nF × ln Υ Cx, где Е – сум м а р ный по те нци а л
эле ктр о дно й си сте м ы, м В; Е0 – по сто янный (и ли ста нда р тный) по те нци а л
и нди ка то р но го эле ктр о да , м В; R - уни ве р са льна я га зо ва я по сто янна я, р а в-
на я 8,314 Дж /М ; Т – а б со лю тна я те м пе р а тур а р а ство р а , F - чи сло Ф а р а де я,
р а вно е 96484 Кл/М ; n - ва ле нтно сть и о но в; Υ - ко эффи ци е нт а кти вно сти ;
С х – о б ща я ко нце нтр а ци я и о но в, г/л. Если по ста ви ть все эти ве ли чи ны в
фо р м улу, то пр и те м пе р а тур е 25 0 С ур а вне ни е Н е р нста пр и м е тсле дую щи й
ви д: Е = Е0 ± 0,059/n × ln ах, где а – а кти вно сть и зм е р яе м о го и о на . Зна к « +»
и спо льзуе тся для и зм е р е ни я а ни о но в, зна к « -» - для и зм е р е ни я ка ти о но в.
Ка к сле дуе т и з ур а вне ни я, пр и t р а ство р а в 250 С и зм е не ни е а кти вно сти
о дно ва ле нтных и о но в в 10 р а з пр и во ди тк и зм е не ни ю по те нци а ла эле ктр о -
да на 0,059 В и ли 59 м В. В случа е двух ва ле нтных и о но в то ж е (т. е . 10-ти
кр а тно е ) и зм е не ни е и х ко нце нтр а ци и да стсм е ще ни е по те нци а ла эле ктр о да
в 2 р а за м е ньше , т. е . 29,6 В (и схо дя и з де ле ни я 59/2). Пр и за м е р е а кти вно -
сти 3-х ва ле нтный и о но в 10-ти кр а тно е и зм е не ни е и х ко нце нтр а ци и по -

Страницы