Потенциометрия

Потенциометрия – методы анализа, основанные на измерении электродных потенциалов.

Сущность метода – в возникновении электродного потенциала на границах металлического раствора.

Двойной электродный слой – чем больше катионов переходит в раствор, тем больше отрицательных зарядов на металле.

Величина потенциала определяется законом Нернста:

Уравнение справедливо не только для узкого кл., но и более широкого. Но величина потенциала зависит от концентрации потенциала – определяющих ионов.

Слайд 1

Процесс диссоциации и рекомбинации

Динамическое равновесие , по закону действующих масс.

V₁=K₁[H₂O];

V₂=K₂[H⁺][OH^-];

K₁[H₂O]= K₂[H⁺][OH^-] – при равновесии;

– константа равновесия реакции диссоциации воды;

K_H2O=[H⁺][OH^-] – ионное произведение воды=константе при t-const;

K_H2O=1,0*10^-14 при 22 °С.

В нейтральной: [H⁺]=[OH^-]= =10^-7

В кислой: [H⁺]>10^-7

Слайд 2

pH=-lg C_H3O=-lg[H⁺];

рН – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода.

pOH=-lg[OH^-]; pK_H2O=-lg K_H2O

lg[H⁺]+ lg[OH^-]= lg K_H2O=-14

pH+pOH= pK_H2O=14

Нейтральная среда: pH=-lg[H⁺]=7

В нейтральном растворе ионы взаимодействуют под влиянием электростатических сил. И с увеличением концентрации их степень диссоциации уменьшается относительно.

Активность – это концентрация составляющих, находящихся в ионизированном состоянии (диссоциированном).

При изменении t изменяется и K_H2O и соответственно рН.

При t=0 °С –pH(нейтральное)=7,97;

При 100 °С – pH=6,12

Слайд 3

Буферные свойства растворов

Измерение рН, как и измерение любой другой величины, требует стандартизации шкалы рН, т.е. наличие на шкале реперных точек обеспечивающих воспроизводимые измерения.

В настоящее время шкала рН основана на воспроизводимых значениях пяти эталонных буферных растворов.

Буферные растворы это такие растворы, которые характеризуются определенной активностью ионов водорода, которая почти не зависит от разбавления водой и мало изменяется даже при прибавлении небольшого количества кислоты или щелочи.

Очень важно знать, в каких пределах раствор сохраняет свои буферные свойства. Свойства буферной системы характеризуются буферной емкостью, которая равна тому количеству кислоты или щелочи, которое надо добавить в раствор, чтобы изменить его рН на 1.

Слайд 4

Измерительная ячейка при потенциометрических измерениях.

У равнение Нернста определяет величину потенциала электрода как функцию активности потенциал определяющих ионов.

Гальваническая или концентрационная цепь, состоит из 2-х электродов: измерительного и сравнительного.

– однозначно определяет величину активности по измеренному значению ЭДС.

Слайд 5

Водородный электрод

H ₂=2H⁺+2e^-

Электрометрический метод измерения активности ионов водорода как единственно пригодном для непрерывного автоматического измерения величины рН.

Водород как известно проявляет свойства металла и к нему применимы все выводы теории Нернста, согласно которой для определения активности ионов H⁺ в растворе в него следует поместить пластинку водорода.

E₀ – потенциал нормального водородного электрода

Е=-0,058 рН[в] – водородная функция, линейна на всём диапазон.

Слайд 6