Определения рН растворов водородным электродом

Сначала собирают гальванический элемент

Экспериментально измеряют ЭДС и определяют полюсы элемена.

ЭДС данного элемента определяется:

Из-за сложности процесса электродное равновесии устанавливается медленно. Поэтому для нормальной работы водородного электрода необходим источник чистого водорода, высокоразвитая активная поверхность металла. Увеличение поверхности достигается путем ее платинирования - электрического охлаждения на поверхности платиновой пластинки слоя зубчатой платины.

Определение рН растворов стеклянным электродом

Данным методом можно определением рН растворов в присутствии окислителей, восстановителей, каталитических ядов, многих солей. Он особенно удобен в промышленных системах автоматического контроля и регулирования кислотности среды.

Устройство стеклянного электрода:

1 — тонкостенный шарик из специального сорта стекла, наполненного буферным раствором или раствором НСl концентрации 0,1н.

2 — платиновая проволока, впалнная во внутреннюю трубу, электролитически покрытая сначала слоем серебра, а затем хлорида серебра; обеспечивает контакт с внутренним буферным раствором, содержанием хлорид-ионы; 3- медная проволока, обеспечивающая контакт с внешней цепью. Стеклянный электрод опущен в раствор с неизвестным значением рН.

Потенциал стеклянного электрода в отличие, например, от водородного и хингидронного электродов включает скачки: 1 — на границе раздела стекло—исследуемый раствор; 2 — на границе раздела стекло-буферный раствор; 3 — на границе раздела буферный раствор-металл внутреннего электрода.

Катионы щелочных металлов, входящие в состав стекла, хотя и в незначительной мере, но участвуют в обмене с ионами водорода раствора (константа обменного равновесия равна 10^-10-10^-14).

Однако этого вполне достаточно, чтобы между стеклом и раствором возник скачок потенциала величина которого зависит от рН раствора:

;

где и— активности ионов водорода в растворе и в стекле;— постоянное для данного сорта стекла слагаемое скачка потенциала. Если выразитьчерез константу обмена и учесть при этом, что в кислой среде(— активность ионов щелочного металла в растворе), то

Это уравнение справлены при < 10 — 12.

Потенциал стеклянного электрода определяется измерением ЭДС цепи, состоящей из внешнего электрода сравнения, например, каломельного или стеклянного:

ЭДС этой цепи или

Постоянная стеклянного электрода включает постоянные скачки потенциалов стекло-исследуемый раствор, стекло-стандартный (буферный) раствор и скачок потенциала внутреннего электрода.определяется путем калибровки стеклянного электрода по буферным раствором. При известной величинеможет быть вычислен рН: