2.2 Принцип потенциометрического метода

Измерение концентрации ионов водорода в воде производят потенциометрическим методом.

Потенциометрический метод анализа основан на измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода и исследуемым раствором, с одной стороны, и внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором – с другой. Внутренний стандартный раствор стеклянного электрода имеет постоянную активность ионов водорода, поэтому потенциал на внутренней поверхности мембраны не меняется. Измеряемая разность потенциалов определяется потенциалом, возникающим на границе внешней поверхности электрода и исследуемого раствора. Изменение значения рН на единицу вызывает изменение потенциала электрода на 58,1 мВ при 20^оС. Пределы линейной зависимости потенциала электрода от рН обусловлены свойствами стеклянного электрода. Результат определения не зависит от окраски, мутности, взвеси, присутствия свободного хлора, окислителей или восстановителей, повышенного содержания солей. Влияние температуры компенсируется специальным устройством, вмонтированным в прибор.

Для измерения рН используются потенциометры (рН-метры). Электроды приборов калибруются по буферным растворам.

Для измерения разницы потенциалов, а, следовательно, и активной концентрации иона, необходимо обеспечить электрический контакт между внутренним раствором (стандартный раствор с известной концентрацией электролита) и исследуемым раствором. Для этой цели, как правило, используют измерительный (стеклянный) электрод и вспомогательный (хлорсеребряный) электрод.

Для заполнения электродов сравнения применяются строго определенные электролиты. Чаще всего используют насыщенный раствор KCl. Основная задача электрода сравнения – создание стабильного опорного потенциала.

Для измерения рН исследуемого раствора в него погружают стеклянный электрод и вспомогательный электрод (хлорсеребряный).

Значение рН контролируемого раствора определяется измерением ЭДС электродной системы с помощью преобразователя непосредственно в еди­ницах рН.

Вычисления активной концентрации ведутся с использованием вышеприведенного уравнения в автоматическом режиме посредством микропроцессора, встроенного в прибор.

3. Экспериментальная часть

3.1 Техника безопасности при проведении лабораторной работы

1. Работайте всегда на одном и том же месте.

2. Не загромождайте рабочий стол свертками, папками, книгами.

3. Запрещается приносить в лабораторию съестное, напитки, использовать жевательную резинку во время работы.

4. Соблюдать в лаборатории тишину и чистоту.

5. Перед каждой лабораторной работой внимательно изучить теоретический материал по указанной теме.

6. Приступить к опыту только после того, как уяснена его цель и порядок выполнения.

7. Особая осторожность требуется при работе со стеклянной посудой и приборами.

3.2 Приборы и посуда

• рН-метр- 150МП с измерительной системой;

• весы аналитические;

• мерный цилиндр вместимостью 100 см³;

• химический стакан вместимостью 50 см³ (3 шт.);

• коническая колба вместимостью 250 см³;

• образцы воды;

• образцы почвы;

• фильтровальная бумага;

• дистиллированная вода;

• воронка.