2.2.3. Потенциометрическое определение рН

• Водородным показателем (рН) называется отрицательный десятичный логарифм активности ионов водорода.

рН = - log a_H +

рН - число, характеризующее концентрацию (активность) ионов водорода в водных растворах. На практике рН определяют экспериментально. рН исследуемого раствора связан с рН стандартного раствора (рНэ) следующим уравнением:

рН = рН _S

E - Es k

где:

Е - потенциал электрода в исследуемом растворе, в вольтах;

E_s - потенциал того же электрода в растворе с известным рН (рНэ), вольтах;

k - температурный коэффициент.

Таблица 2.2.3.-1.

k

0.0572 0.0582 0.0592 0.0601 0.0611

Зна чения k при разных температурах

Температура ^оС

15

20

25

30

35

Температурный коэффициент (k), выраженный в вольтах, при какой-либо температуре может быть рассчитан по формуле:

k = 0,05916 + 0,000198(7 - 25° C).

Потенциометрическое определение рН проводят путем измерения разности потенциалов между двумя электродами, погруженными в исследуемый раствор: один из электродов чувствителен к ионам водорода (обычно это стеклянный электрод), другой - электрод сравнения (например, насыщенный каломельный электрод).

Прибор. Измерительным прибором служит вольтметр с входным сопротивлением, в 100 раз превышающим сопротивление электродов. Прибор обычно градуирован в единицах рН и должен иметь такую чувствительность, чтобы можно было провести измерение с точностью не менее 0,05 единиц рН или не менее 0,003 В.

Методика._о Все изм_оерения проводят при одной и той же температуре в интервале от 20^оС до 25^оС, если отсутствуют иные указания в частной статье. Таблица 2.2.3.-2 показывает зависимость значения рН от температуры для разных стандартных буферных растворов, используемых для калибровки. При необходимости используют температурные поправки в соответствии с инструкцией предприятия-производителя. Прибор калибруют с помощью буферного раствора калия гидрофталата (первичный стандарт) и одного из буферных растворов с другим значением рН (желательно из одного, указанных в Табл.2.2.3.-2). Показания прибора для третьего буферного раствора с промежуточным значением рН не могут отличаться больше чем на 0.05 единиц рН от табличного значения рН, соответствующего этому раствору. Электроды погружают в исследуемый раствор и измеряют рН при тех же условиях, что и для буферных растворов.

# Подготовка прибора, электродной системы, а также градуировка прибора проводится согласно инструкциям, прилагаемым к прибору. Если прибор используется ежедневно, его градуировку проводят регулярно (не реже одного раза в неделю). В противном случае градуировку прибора проводят перед каждым измерением.

Все исследуемые растворы и стандартные буферные растворы должны быть приготовлены на воде, не содержащей диоксида углерода Р.

Приготовление стандартных буферных растворов

0,05 М раствор калия тетраоксалата. 12,61 г КС₄Н₃О₈2Н₂О растворяют в воде Р и доводят объем раствора этим же растворителем до 1000,0 мл.

Насыщенный при 25^оС раствор калия гидротартрата. Избыток С₄Н₅КО₆ смешивают при энергичном встряхивании с водой Р при температуре 25^оС в течение 30 мин. Фильтруют или сливают надосадочную жидкость (декантируют). Раствор используют свежеприготовленным.

0,05 М раствор калия дигидроцитрата. 11,41 г КС₆Н₇О₇ растворяют в воде Р и доводят объем этим же растворителем до 1000,0 мл. Раствор используют свежеприготовленным.

0,05 М раствор калия гидрофталата. 10,13 г КС₈Н₅О₄, предварительно высушенного при температуре от 110^оС до 135^оС до постоянной массы, растворяют в воде Р и доводят этим же растворителем до 1000,0 мл.

0,025 М раствор калия дигидрофосфата и 0,025 М раствор натрия гидрофосфата. 3,39 г КН₂РО₄ и 3,53 г Ыа₂НРО₄, предварительно высушенных в течение 2 часов при температуре от 110^оС до 130^оС до постоянной массы, растворяют в воде Р и доводят объем эим же растворителем до 1000,0 мл.

0,0087 М раствор калия дигидрофосфата и 0,0303 М раствор натрия гидрофосфата. 1,18 г КН₂РО₄ и 4,30 г Ыа₂НРО₄, предварительно высушенных при температуре от 110^оС до 130^оС в течение 2 часов, растворяют в воде Р и доводят объем этим же растворителем до 1000,0 мл.

раствор

воде Р и

натрия

доводят

Ыа₂В₄О₇-10Н₂О растворяют в мл. Хранят в защищенном от

0,01 М раствор натрия тетрабората. 3,80 г воде Р и доводят этим же растворителем до 1000,0 диоксида углерода месте.

0,025 М раствор натрия карбоната и 0,025 М гидрокарбоната. 2,64 г Ыа₂СО₃ и 2,09 г ЫаНСО₃ растворяют в объем раствора этим же растворителем до 1000,0 мл.

# Примечание:

Для приготовления стандартных буферных растворов могут быть использованы реактивы квалификации "Для рН-метрии", х.ч., ч.д.а. Буферные растворы хранят в хорошо закрытых склянках нейтрального стекла в течение 3 месяцев. При образовании осадков и видимых изменений буферные растворы не применяются.

Допускается определение рН в смешаных водно-органических растворах и некоторых коллоидных системах. При этом полученные значения рН являются условными.