ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
8
пор, пока его концентрации в растворе и в пограничном слое стекла не ус-
тановится динамическое равновесие. Покидая стекло и унося с собой по -
ложительный заряд, ионы Н
+
тем самым создают разность потенциала ме-
жду раствором и электродом. В итоге раствор становится положительно
заряженным , а электрод – отрицательно . При подкислении раствора в нем
повышается концентрация ионов Н
+
и усиливается их парциальное давле -
ние. В силу этого нарушается динамическое равновесие между катионами
Н
+
в растворе и в электроде и некоторая их часть перемещаются из раство -
ра обратно в мембрану. Постепенно добавляя кислоту в раствор, рано или
поздно получим ту концентрацию, которая оттеснит назад в электрод все
ионы Н
+
, покинувших его до начала подкисления. В этом случае электро-
потенциал на контакте раствор – мембрана не возникнет. Но при дальней-
шем подкислении наступает момент, когда ионы Н
+
начинают мигрировать
из раствора и внедрятся в электрод. И это будет происходить тем интен-
сивнее и в больших масштабах, чем кислее будет раствор и больше в нем
ионов Н
+
. Понятно , что в этом случае раствор приобретет отрицательный
заряд, а электрод – положительный . Все сказанное иллюстрируется рис. 3.
Помимо величины рН стеклянными электродами удается измерить ак-
тивность многих других элементов в катионной и анионной форме. Однако
все они, за исключением рNa- и рК-электродов, уступают не стеклянным
твердо фазовым электродам . В этих электродах в качестве чувствитель -
ной мембраны используют вещества , которые обладают малой раствори-
мостью и ионной проводимостью по определяемому элементу . Одним из
важнейших представителей этой группы является фторидный электрод.
Его мембраной служит монокристалл фторида лантана. Для уменьшения
электросопротивления в него добавляют небольшое количество фторида
европия. Этот электрод работает в широком диапазоне активности фтора
от 10
–7
до 1 м /л. Его селективность настолько велика , что даже 1000-
Рис. 3. Зависимость ЭДС
рН-электрода от кислотности
раствора
кратное превышение других ионов не мешает его работе .
В свою очередь, сульфидсеребрянный электрод определяет актив-
ность как ионов Ag
+
, так и S
-
. Малая растворимость (ПР ≈ 6 •10
–50
), высо -
кая проводимость , простота изготовления делает сульфид серебра идеаль -
ным материалом потенциометрии. С помощью буферных растворов его
чувствительность достигает до 10
–20
м /л. Это концентрация составляет 2-3
иона в 1 мл. Что касается галогенселективных электродов, то их мембраны
готовят на основе смеси все того же сульфида серебра с соответствующи -
8
по р , по ка е го ко нце нтр а ци и в р а ство р е и в по гр а ни чно м сло е сте кла не ус-
та но ви тся ди на м и че ско е р а вно ве си е . По ки да я сте кло и уно ся с со б о й по -
ло ж и те льный за р яд, и о ны Н+ те м са м ым со зда ю тр а зно сть по те нци а ла м е -
ж ду р а ство р о м и эле ктр о до м . В и то ге р а ство р ста но ви тся по ло ж и те льно
за р яж е нным , а эле ктр о д – о тр и ца те льно . Пр и по дки сле ни и р а ство р а в не м
по выша е тся ко нце нтр а ци я и о но в Н+ и уси ли ва е тся и х па р ци а льно е да вле -
ни е . В си лу это го на р уша е тся ди на м и че ско е р а вно ве си е м е ж ду ка ти о на м и
Н+ в р а ство р е и в эле ктр о де и не ко то р а я и х ча сть пе р е м е ща ю тся и з р а ство -
р а о б р а тно в м е м б р а ну. По сте пе нно до б а вляя ки сло ту в р а ство р , р а но и ли
по здно по лучи м ту ко нце нтр а ци ю , ко то р а я о тте сни тна за д в эле ктр о д все
и о ны Н+, по ки нувши х е го до на ча ла по дки сле ни я. В это м случа е эле ктр о -
по те нци а л на ко нта кте р а ство р – м е м б р а на не во зни кне т. Н о пр и да льне й-
ше м по дки сле ни и на ступа е тм о м е нт, ко гда и о ныН+ на чи на ю тм и гр и р о ва ть
и з р а ство р а и вне др ятся в эле ктр о д. И это б уде т пр о и схо ди ть те м и нте н-
си вне е и в б о льши х м а сшта б а х, че м ки сле е б уде тр а ство р и б о льше в не м
и о но в Н+. По нятно , что в это м случа е р а ство р пр и о б р е те то тр и ца те льный
за р яд, а эле ктр о д – по ло ж и те льный. В се ска за нно е и ллю стр и р уе тся р и с. 3.
По м и м о ве ли чи ныр Н сте клянным и эле ктр о да м и уда е тся и зм е р и ть а к-
ти вно сть м но ги х др уги х эле м е нто в в ка ти о нно й и а ни о нно й фо р м е . О дна ко
все о ни , за и склю че ни е м р Na- и р К-эле ктр о до в, уступа ю тне стекл янны м
твер до фазо вы м э л ектр о дам . В эти х эле ктр о да х в ка че стве чувстви те ль-
но й м е м б р а ны и спо льзую т ве ще ства , ко то р ые о б ла да ю т м а ло й р а ство р и -
м о стью и и о нно й пр о во ди м о стью по о пр е де ляе м о м у эле м е нту. О дни м и з
ва ж не йши х пр е дста ви те ле й это й гр уппы являе тся фто р и дный эле ктр о д.
Е го м е м б р а но й служ и т м о но кр и ста лл фто р и да ла нта на . Для ум е ньше ни я
эле ктр о со пр о ти вле ни я в не го до б а вляю т не б о льшо е ко ли че ство фто р и да
е вр о пи я. Э то т эле ктр о д р а б о та е т в ши р о ко м ди а па зо не а кти вно сти фто р а
о т10 –7 до 1 м /л. Его се ле кти вно сть на сто лько ве ли ка , что да ж е 1000-
Ри с. 3. З а ви с и мост ь Э ДС
рН-элек т рода от к и с лот н ост и
ра с т вора
кр а тно е пр е выше ни е др уги х и о но в не м е ша е те го р а б о те .
В сво ю о че р е дь, сульфи дсе р е б р янный эле ктр о д о пр е де ляе т а кти в-
но сть ка к и о но в Ag+, та к и S-. М а ла я р а ство р и м о сть (ПР ≈ 6 •10 –50), высо -
ка я пр о во ди м о сть, пр о сто та и зго то вле ни я де ла е тсульфи д се р е б р а и де а ль-
ным м а те р и а ло м по те нци о м е тр и и . С по м о щью б уфе р ных р а ство р о в е го
чувстви те льно сть до сти га е тдо 10 –20 м /л. Э то ко нце нтр а ци я со ста вляе т2-3
и о на в 1 м л. Ч то ка са е тся га ло ге нсе ле кти вных эле ктр о до в, то и х м е м б р а ны
го то вятна о сно ве см е си все то го ж е сульфи да се р е б р а с со о тве тствую щи -
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
