Питання для самоконтролю

1. Поясніть механізм виникнення дифузійного та мембранного потенціалів та вкажіть їх значення для фармації.

2. Що називається нормальним потенціалом електрода і що таке редокс-потенціал?

3. За допомогою яких двох електродів можна виміряти рН середовища?

4. В чому суть потенціометричного методу вимірювання рН?

5. Поясніть, чому потенціал хлорсрібного електрода при даній концентрації кСl є сталим?

6. Які властивості повинні мати електроди, що використовують для вимірювання pH потенціометричним методом?

7. Які вимоги ставляться до індикаторних електродів у методі прямої потенціометрії?

8. Які фізико-хімічні характеристики визначають у колах без переносу? З переносом?

9. Чому для кожного розчинника при заданій температурі існує своя власна шкала кислотності?

Заняття №7

Тема: Метод потенціометрії. Потенціометричне титрування. Нерівноважні електродні процеси. Визначення константи дисоціації оцтової кислоти методом потенціометричного титрування.

Актуальність: В основі потенціометричного методу лежить вимірювання електродних потенціалів і напруги гальванічних елементів, які залежать від активності (концентрації) учасників електродних реакцій. Важлива особливість методу потенціометрії – об’єктивність оцінки якості препарату, причому фармакологічно активної його частини. Потенціометричне титрування – фармакопейний метод, який широко використовується у фармацевтичному аналізі. Основна його перевага перед класичними методами аналізу полягає у можливості кількісного визначення речовин у багатокомпонентних розчинах без попереднього виділення та концентрування. Особливу цінність для аналізу лікарських препаратів має неводне потенціометричне титрування. Використання неводних розчинників значно спростило методики аналізу багатьох лікарських препаратів.

Навчальні цілі:

Знати:

• основи методу потенціометрії, методи вимірювання напруги гальванічних елементів;

• суть методу потенціометрії;

• способи представлення кривих потенціометричного титрування;

• основи потенціометричного визначення кислотності водних та неводних розчинів;

• основи нерівноважних електродних процесів.

Вміти:

• підготувати хлорсрібний електрод (електрод порівняння) та скляний (індикаторний) електрод для потенціометричних вимірювань;

• скласти гальванічний елемент Ag | AgCl, KCl || H⁺ || HCl, AgCl | Ag;

• зібрати установку для потенціометричного титрування;

• правильно виконати потенціометричні дослідження;

• графічно представити результати потенціометричного титрування в інтегральній та диференційній формах;

• за даними потенціометричного титрування визначити константу дисоціації слабкого електроліту.

Теоретичні відомості

Потенціометрія – це фізико-хімічний метод дослідження, оснований на вимірюванні ЕРС. Переваги потенціометричного методу: 1) можливість визначення різних фізико-хімічних характеристик (величину добутку розчинності важкорозчинних речовин, константи стійкості комплексних йонів, константи дисоціації низки речовин); 2) висока точність вимірювання ЕРС; 3) відносна простота обладнання.

Існує два види потенціометричних вимірювань: пряма потенціометрія і потенціометричне титрування. Пряма потенціометрія визначає активність йонів, що містяться в розчині, всі розрахунки основані на рівнянні Нернста. При потенціометричному титруванні визначається загальний вміст електроліту в розчині, незалежно від того, перебуває він у вигляді йонів чи у вигляді сполук.

Потенціометричним титруванням називають метод визначення концентрації або кількості речовини за даними потенціометричних вимірів. На їх підставі будують криві титрування, за якими визначають точку еквівалентності, поблизу якої відбувається різка зміна (стрибок) потенціалу індикаторного електрода.

Потенціометричне титрування застосовують для визначення концентрацій розчинів електролітів. В основу класифікації методів потенціометричного титрування покладені різні типи хімічних реакцій: нейтралізації, осадження, комплексоутворення, окиснення-відновлення тощо.

Для потенціометричного титрування складають коло з індикаторного електрода, який занурюють у досліджуваний розчин, та електрода порівняння.

Індикаторний електрод – це електрод, який реагує на зміну в розчині активності визначуваного йона або йонів титранту. Величину його потенціалу визначають відносно будь-якого електрода, який не поляризується і потенціал якого не змінюється під час титрування. Такий електрод, що служить тільки для визначення потенціалу індикаторного електрода, називають електродом порівняння. Ними можуть бути електроди другого роду за умови збереження постійної концентрації йонів, що характеризують електродний процес. Найширше застосування знайшли такі електроди порівняння: хлорсрібний – Аg | АgС1, КС1, каломельний – Нg | Нg₂С1₂, КСl та сірчанокислий ртутний – Нg | Нg₂SО₄, Н₂SО₄.