ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ния активностей окисленной и восстановленной форм полуреакции. Эти электроды применяют в потенциомет-
рическом окислительно-восстановительном титровании.
Особое место в потенциометрии занимают ионоселективные электроды (ИСЭ) – это сенсоры (чувстви-
тельные элементы, датчики), потенциалы которых линейно зависят от lg a определяемого иона в растворе.
Аналитические методы, базирующиеся на использовании ИСЭ, называют ионометрией. Они позволяют
проводить непосредственное определение и катионов, и анионов. К числу наиболее распространённых ионов,
определяемых при помощи ИСЭ, относятся ионы натрия, кальция, калия, фторид-, хлорид-, нитрит- и сульфид-
ионы. ИСЭ позволяют также определять концентрации растворённых газов, например аммиака, оксидов азота и
диоксида углерода. Круг определяемых ионов может быть значительно расширен, если использовать косвенные
методы: например, алюминий, марганец, никель и сульфат можно определять титриметрически.
Ионометрия отличается от других физико-химических методов прежде всего простотой методик, а необ-
ходимые измерительные приборы относятся к числу наиболее дешёвых. ИСЭ изготовляют серийно, они просты
в эксплуатации, не требуется специальных условий для их хранения. Подготовка к определению и собственно
определение занимают сравнительно мало времени. Ионометрические измерения благодаря имеющимся порта-
тивным вариантам ИСЭ и специальным иономерам можно проводить не только в лаборатории, но и непосред-
ственно в цехе, на заводской площадке.
Электроды характеризуются хорошей чувствительностью, часто их применяют для определения низких
концентраций (1 нг/см
3
). Прямое определение можно проводить в любом объёме анализируемой жидкости, а
сама жидкость может быть окрашенной, вязкой, непрозрачной и содержать взвешенные частицы. Соединения
или ионы, мешающие определению данным ИСЭ, можно замаскировать или удалить.
Важнейшей составной частью большинства ИСЭ является полупроницаемая мембрана – тонкая плёнка,
отделяющая внутреннюю часть электрода (внутренний раствор) от анализируемого и обладающая способно-
стью пропускать преимущественно ионы только одного вида. Различают четыре типа ионоселективных элек-
тродов.
1. Электроды с гомогенной мембраной – электроды с
мембраной, изготовленной из гомогенного порош-
кообразного или кристаллического материала. Мембраны бывают жидкие, газопроницаемые, твёрдые. Через
мембрану осуществляется селективный перенос химических соединений между этими растворами.
2. Электроды с гетерогенной мембраной – электроды, в которых электродно-активное вещество распре-
делено в инертной матрице, например, силиконовой резине. Поскольку добиться равномерного распределения
активного вещества в инертной матрице довольно сложно, показания этих электродов не отличаются надёжно-
стью, что является причиной их довольно ограниченного применения.
3. Электроды с жидкой мембраной – электроды, в которых мембрана представляет собой раствор ионных
или нейтральных соединений в органическом растворителе. Носитель может быть пористым (фильтры, порис-
тое стекло) или не пористым (стекло, инертный полимер – поливинилхлорид). Находящийся в мембране жид-
кий ионообменник обеспечивает отклик электрода на определяемый ион.
4. Стеклянные электроды – электроды, селективность которых по отношению к тем или иным ионам оп-
ределяется химическим составом стекла. К стеклянным электродам относят водородные электроды, селектив-
ные по отношению к однозарядным ионам.
Срок службы электродов определяется отрезком времени, в течение которого электродная функция оста-
ётся постоянной и сокращается из-за механических повреждений или химического воздействия на электродно-
активное вещество (отравление мембраны). Электроды с жидкими мембранами выходят из строя из-за вымыва-
ния из мембраны электродно-активного соединения в процессе её использования.
Потенциометрический анализ широко применяют для непосредственного определения активности ионов,
находящихся в растворе (прямая потенциометрия, ионометрия), а также для индикации точки эквивалентности
при титровании по изменению потенциала индикаторного электрода в ходе титрования (потенциометрическое
титрование). При потенциометрическом титровании могут быть использованы следующие типы химических
реакций, в ходе которых изменяется концентрация потенциалопределяющих ионов: реакции кислотно-
основного взаимодействия, окисления-восстановления, осаждения и комплексообразования.
Для определения концентраций ионов с помощью ИСЭ используют различные методы.
Метод градуировочного графика – измеряют ЭДС в стандартных растворах с известными концентрациями
определяемого вещества. На полулогарифмической диаграммной бумаге строят зависимости измеренного на-
пряжения от концентрации.
Титриметрические методы позволяют увеличить число частиц, определяемых с помощью данного элек-
трода, и улучшить воспроизводимость результатов определения. Различают три способа титрования с помощью
ИСЭ: S-, Т- и R-титрования.
При S-титровании применяются ИСЭ, чувствительный к определяемому веществу. Титрантом служит
раствор соединения, образующего с определяемым веществом малорастворимый или устойчивый комплекс. По
мере приближения к точке эквивалентности концентрация свободных частиц уменьшается, соответственно ме-
няется ЭДС, которая резко изменяется вблизи точки эквивалентности.
При Т-титровании с помощью ИСЭ контролируют концентрацию титранта. До достижения точки эквива-
лентности ЭДС меняется незначительно, так как титрант расходуется на связывание определяемого вещества.
Наличие избытка титранта приводит к увеличению ЭДС.
Метод R-титрования основан на использовании индикатора, к которому чувствителен ИСЭ.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- …
- следующая ›
- последняя »
