ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ И ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Лекция №17 курса «Общая химия»
Лектор: проф. Иванова Надежда Семёновна
ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ …
… физико-химический метод анализа, позволяющий определить активности (а) ионов на основе измерения Е (ЭДС) электрохимической цепи, состоящей из электрода сравнения и электрода определения, опущенных в исследуемый раствор.
2
ЭЛЕКТРОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ …
… электроды, потенциалы которых зависят от концентрации анализируемых ионов и практически не зависят от содержания других ионов в растворе.
|
|
|
|
Стеклянны |
Водородны |
||
й |
|
й |
|
|
Электроды |
|
|
|
определен |
|
|
|
ия |
3 |
|
ВОДОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОД
Электрод I рода.
Pt, H2 | H+
Pt, H2 2ē 2H+
Условия:
РН2 = 1атмН+ ≠ 1моль/л
Н2 = + 0,059 lg аН+
рН = lg аН+
Н2 = 0,059 рН
При положительных значениях рН ‒ Н2 всегда
отрицателен! 4
СТЕКЛЯННЫЙ ЭЛЕКТРОД
Фриц Габер
(1868-1934)
5
СТЕКЛЯННЫЙ ЭЛЕКТРОД
Ag | AgCl, Cl‒ | glass ▒ pH = x
φсэ φпост 0,059lg aH
φсэ φпост 0,059pH
φпост. зависит от свойств мембраны (толщины, идеальности поверхности и т.д.).
Механизм работы:
Н+ |
R |
|
O |
|
Si |
|
OH |
|
|
|
R |
|
O |
|
Si |
|
O |
|
H+ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Н+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||||||||||
Н+ |
Н+ |
Н+ |
6 |
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РН
1. Водородно ‒ водородная (газовая) цепь: Pt, H2 | H+ || H+ | H2, Pt
Анод: ½H2 ‒ ē → H+ H+ + ē → ½H2 :Катод
Электрод Электрод определения сравнения
E = φ0H2 ‒ φH2 = ‒ φH2 = 0,059pH
pH 0,059E
7
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РН
2. Водородно ‒ хлорсеребряная цепь: Pt, H2 | H+ || Cl ‒, AgCl | Ag
Электрод Электрод определения сравнения
E = φAgCl ‒ φH2 = φAgCl + 0,059pH
pH E φAgCl 0,059
8
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РН
3. Водородно ‒ каломельная цепь: Pt, H2 | H+ || Сl‒, Hg2Cl2 | Hg
Электрод Электрод определения сравнения
E = φHg2Cl2 ‒ φH2 = φHg2Cl2 + 0,059pH
pH E φHg2Cl2 0,059
9
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РН+
4. Цепь из стеклянного и хлорсеребряного электрода:
Ag | AgCl, Cl‒ ¦ pH=x | Cl‒, AgCl | Ag
Электрод определения |
Электрод сравнения |
||||
E = φAgCl ‒ φсэ = φAgCl ‒ φпост + 0,059pH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
pH |
E φAgCl φпост |
|||
|
|
0,059 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10