4. Потенциометрия

Метод основан на измерении ЭДС между индикаторным электродом и электродом сравнения: Е = Е₁ – Е₂.

Реальный потенциал, который зависит от температуры, числа электронов, участвующих в электродной реакции, соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм, рассчитывают по уравнению Нернста:

, где

Е⁰ – стандартный электродный потенциал,

R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/град),

Т – абсолютная температура (0 ⁰С = 273 К),

n – число электронов,

F – число Фарадея (96500 К).

Рассчитанное значение потенциала по уравнению Нернста относится к водородному электроду сравнения, потенциал которого принят за “0”.

Из-за сложности конструкции водородный электрод не находит практического применения. Поэтому в качестве электродов сравнения применяют хлорсеребряный (+0,22 В) и каломельный (+0,24 В) потенциал которых сохраняет постоянное значение в достаточном интервале температур. Для расчета потенциала индикаторного электрода относительно потенциала электрода сравнения используют соотношение:

Е = Е_ср + ( Е_р)

Пример: Рассчитать значение электродного потенциала процесса восстановления меди (II) до металла при температуре 40⁰С, относительно электрода сравнения (Е_ср = -0,2 В), если концентрация ионов Cu²⁺ в растворе составляет

0,001 моль/л, а Е = +0,34 В.

Решение:

Процесс восстановления: Cu²⁺ + 2ē  Cu⁰, значит n = 2, с(ок.ф.) = с(вос.ф.) = 0,001 = 10^-3 моль/л, восстановленной формой является Cu⁰ – твердая фаза, Т = 273 + 40 = 313, тогда:

Рассчитаем потенциал относительно потенциала электрода сравнения:

Е = Е_ср +( Е_р ) = -0,2 +0,247 = +0,047 В.

По данным таблицы 16 выполнить самостоятельно задания.

Таблица 4

Рассчитать значение реального электродного потенциала при заданной температуре и концентрации относительно потенциала электрода сравнения:

№	Процесс окисления-восстановления	Е0, В	t0, С	с(Меn+) моль/л	Еср, В
1	Сu2+  Cu°	+0,34	30	110-2	+0,24
2	Fе0  Fе3+	-0,04	27	110-3	-0,13
3	Zn2+  Zn0	-0,76	40	110-5	+0,18
4	Sn0  Sn2+	-0,136	35	110-1	-0,26
5	Pb2+  Рb0	-0,126	38	110-4	+0,08
6	Fe2+  Fe0	-0,44	41	110-2	-0,56
7	Ni0  Ni2+	-0,25	50	110-6	+0,15
8	Co2+  Со°	-0,27	54	110-3	-0,46
9	Cr3+ Cr0	-0,52	18	110-1	+0,36
10	Мn0  Mn2+	-1,10	20	110-5	-0,14
11	Аl3+  АІ0	-1,30	15	110-4	+0,22
12	Hg0  Hg2+	+0,86	45	110-1	-0,21
13	Аg +  Аg0	+0,80	60	110-2	+0,25
14	Sn0  Sn4+	+0,01	32	110-3	-0,18
15	Mg2+  Mg0	-2,34	16	110-4	+0,34
16	Ba0  Ba2+	-2,90	42	110-5	-0,42
17	Pb4- Pb0	+0,82	28	110-2	+0,19
18	Cu0  Cu+	+0,52	36	110-6	-0,28
19	As3+  As0	+0,30	44	110-4	+0,23
20	Bi0  Bi3+	+0,226	52	110-3	-0,05
21	Co0  Co2+	-0,27	58	110-2	+0,52
22	Сd2+  Cd0	-0,402	31	110-1	-0,11
23	Ca0  Ca2+	-2,87	23	110-4	+0,17
24	Au3+ Au0	+1,29	55	110-5	-0,45
25	K+  K0	-2,92	27	110-6	+0,33

Есептерді шығару

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________