Равновесные электродные системы. Граница раздела заряженных фаз. Часть 3. Введенский А.В - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
где
*
ст
Е
- постоянная , отнюдь не имеющая смысла стандартного электрод-
ного потенциала, а учитывающая сорт стекла и ряд иных факторов.
Следует отметить, что в обычном виде стекло не содержит водород-
ных ионов. Однако при выщелачивании стеклянного электрода в водных
растворах поверхностный слой стекла набухает за счет проникновения мо-
лекул воды , часть катионов натрия вымывается и замещается ионами во-
дородами из раствора. Между Н
3
О
+
, находящимися в поверхностном слое
стекла и в растворе, устанавливается равновесие, в результате которого и
возникает равновесный межфазный потенциал на границе стекло – рас-
твор . Отличительная особенность этого поверхностного слоя – очень вы -
сокая селективность к ионам Н
3
О
+
по сравнению с Na
+
.
Обычно
H/Na
K
~10
-10
÷ 10
-14
, поэтому для кислых, нейтральных и
даже слабощелочных сред
H
a
+
»
H/Na
Na
Ka
⋅
, в итоге:
3
**
стстст
HO
E
Е 0,059lgaE0,059 рН
+
=+=−⋅
. (1.34)
Это означает, что в области 0 ≤ pH ≤ 12 стеклянный электрод может
быть использован как индикаторный на ионы Н
3
О
+
. В сильнощелочных,
как впрочем и в сильно кислых растворах, обратимость потенциала стек-
лянного электрода по ионам Н
3
О
+
отсутствует.
Преимущества стеклянного электрода достаточно весомы . Так, при
измерении рН в раствор не вводят посторонних веществ, потенциал стек-
лянного электрода почти не зависит от присутствия окислителей или вос-
становителей и устанавливается достаточно быстро (1-2 минуты ), что
обеспечивает экспрессность измерений рН. Недостатком стеклянного
электрода следует считать хрупкость и большое внутреннее сопротивле-
ние. Последнее резко повышает требования к входному сопротивлению
используемого вольтметра, которое должно быть не менее 10
10
÷ 10
11
Ом.
Для измерения рН раствора со стеклянным водородным электродом
составляют цепь:
Напряжение этой цепи:
Е = Е
ст
– Е
х. с. э .
(1.35)
Таким образом , измерив напряжение гальванического элемента и
зная потенциал хлоридсеребряного электрода сравнения , можно вычислить
потенциал стеклянного электрода Е
ст
и, используя (1.34), установить его
обратимость по ионам Н
3
О
+
.
Ag, AgClKCl
(нас.)
исследуемый раствор стеклоHCl (0,1 M) AgCl, Ag ⊕
электрод сравнения стеклянный электрод

Страницы