Потенціометричним методом:

1, 2 – ємності з розчинами солей; 3 – трубка з іоноселективною мембраною; 4, 5 – електроди (металевий дріт); 6 – мілівольтметр

Якщо концентрацію розчину солі у першій ємності лишати незмінною і змінювати концентрацію розчину тільки у другій, то відповідно буде змінюватися і величина ЕРС. Можна побудувати криву залежності величини ЕРС від концентрації розчину солі у другій ємності.

Побудована таким чином крива описується рівнянням:

, (5.1)

де – величина електричної рушійної сили, мВ; – постійна величина, мВ; – постійний коефіцієнт (крутизна); – концентрація солі у розчині другої ємності, мг/л.

Отриманий графік в подальшому можна використовувати для визначення графічним методом концентрації калієвої селітри у розчинах з невідомими концентраціями, які слід заливати у другу ємність.

Розв’язавши рівняння (5.1) відносно С отримаємо рівняння для ви-значення концентрації:

. (5.2)

Теорія описаних вище явищ докладно вивчається в курсі електрохімії і лежить в основі потенціометричних методів визначення концентрацій солей у розчинах.

5.2. Прилади та обладнання, що використовуються у роботі

У лабораторній роботі використовується нітратомір НМ-002 (рис. 5.2).

Рис. 5.2 – Нітратомір НМ-002:

1 – перетворювач, 2 – індикатор; 3 – вмикач; 4 – перемикач режимів;

5 – ручки перемінних резисторів; 6 – допоміжний електрод;

7 – вимірювальний електрод; 8 – склянка з розчином

В основу роботи приладу покладено метод потенціометрії, описаний вище.

Прилад призначений для експрес-аналізу нітратів у воді, водних розчинах проб ґрунту та сільгосппродукції.

Прилад складається з двох частин: перетворювача та електродної сис-теми. Перетворювач 1 забезпечує виведення на індикатор 2 безпосередньо значення концентрації, а не величини ЕРС, яка вимірюється. Це робить прилад зручним у користуванні.

Електродна система приладу складається, як і у випадку розглянутому вище, з двох електродів, але електроди не є однаковими і мають досить складну конструкцію. Один з електродів називається допоміжним, другий – вимірювальним.

Допоміжний електрод 6 приладу представляє собою скляну трубку, усередину якої вставлений срібний дріт, покритий шаром хлористого срібла. Усередину трубки заливається насичений при температурі 20 ºС розчин хлористого калію.

Вимірювальний електрод 7 складається з пластмасового корпуса – трубки, дном якої є спеціальна плівка – іоноселективна мембрана, яка здатна пропускати тільки іони . Усередину корпуса поміщена проволока, а сам корпус заповнено спеціальним приелектродним водним розчином з концентрацією – 10,1 г/л і – 0,37 г/л. Наявність спеціальної іоноселектив-ної мембрани на іони забезпечує вимірювання у розчині тільки концент­рації солей азотної кислоти, тобто нітратів.

Якщо описані допоміжний і вимірювальний електроди підключити до приладу спеціальним кабелем і занурити у склянку 6 з розчином солі азотної кислоти, то утвориться так званий електрохімічний ланцюг, про який йшла мова вище, і прилад покаже концентрацію нітратів у розчині.

Перед використанням приладу для проведення вимірювань його слід відкалібрувати, використовуючи спеціально підготовлені калібрувальні розчини, які містять наперед відомі концентрації нітратів. Мета калібрування – добитися того, щоб індикатор перетворювача приладу показував безпосе-редньо ту концентрацію нітратів, яка міститься у розчині.