Потенціометрія

Грунтується на вимірюванні електродного потенціалу, який виникає на електродах, занурених у розчин з аналізованою речовиною. В потенціометрії в якості індикаторних використовують скляні електроди, потенціал яких залежить від концентрації Н⁺, електроди порівняння - каломельний або хлорсрібний. Потенціал між електродами вимірюють спеціальними приладами - рН-метрами (або потенціометрами). Зараз застосовують рН-метри з різними конструктивними особливостями і зовнішнім виглядом, але схожими за принципом дії (рис. 2.30).

Вимірювання рН. Електроди занурюють у розчин і приєднують до потенціометра, встановлюють необхідні межі вимірювання рН і вимірюють потенціал, що виникає між електродами. Перед проведенням роботи потенціометр налаштовують за буферними розчинами з відомим рН. Відлік рН проводять безпосередньо за шкалою потенціометра. Останнім часом розроблені спеціальні мембранні електроди, вибірково чутливі до Na⁺, К⁺, СІ^¯ та інших йонів, що дозволяє проводити пряме вимірювання їх концентрації в розчині. Методом абсолютної потенціометрії вимірюють потенціал Е і за рівнянням Нернста обчислюють концентрацію йона в речовині. Метод використовують для визначення рН природних і стічних вод за допомогою скляного електрода; йоноселективні електроди дають змогу встановити вміст нітратів у рослинах та продуктах, концентрацію катіонів натрію, калію, кальцію, магнію, купруму, аніонів С1^¯, Вr¯, І¯, СN¯ та ін.

Рис. 2.30. Потенціометричні вимірювання

1 – рН-метр; 2 – скляний електрод; 3 – хлор срібний електрод; 4 – контролюючий розчин

Потенціометричне титрування. Проводять у тих випадках, коли індикатори використовувати не можна (титрування темно-забарвлених розчинів, відсутній необхідний індикатор). Монтують установку, яка складається зі склянки, магнітного змішувача, робочого електрода, електрода порівняння, бюретки (див. рис. 2.30). В склянку відміряють певний об'єм розчину для титрування і порціями при помішуванні додають титрант. Після додавання кожної порції титранту записують показники приладу або в одиницях рН, або в мВ. Після точки еквівалентності титрування продовжують, додаючи ще деякий об'єм титранту. За отриманими даними будують криву потенціометричного титрування, яка аналогічна кривій титрування титриметричних методів аналізу. На кривій титрування визначають точку еквівалентності, що знаходиться по середині стрибка титрування. Для більшої точності визначення точки еквівалентності застосовують диференційні криві титрування, які будують за обчисленим відношенням ∆Е/∆V (або ∆рН/∆V). ∆Е або ∆рН визначають як різницю між показниками приладу після додавання кожної порції титранту об'ємом ∆V. В точці еквівалентності відношення ∆Е/∆V і ∆рН/∆V максимальні і на кривій титрування з'являється пік. Потенціометричне титрування застосовують для індикації точ­ки еквівалентності у всіх титриметричних методах.

Методом потенціометричного титрування визначають численні сполуки; порівняно зі звичайним титримtтричним методом він дає змогу аналізувати забарвлені і каламутні середовища. Потенціометричні біодатчики використовують для визначення концентрації пестицидів у складних багатокомпонентних системах.