1. 3 Метод потенциометрического анализа

Потенциометрический анализ может быть выполнен как прямым, так и косвенным методом (метод потенциометрического титрования). В прямом методе измеряют реальный потенциал раствора, а затем по уравнению Нернста рассчитывают концентрацию раствора. При косвенном методе проводят потенциометрическое титрование определяемого вещества подходящим титрантом. При этом можно проводить как прямое, так и обратное титрование. По кривым титрования определяют объём титранта, затраченного на титрование, который подставляют в расчётные формулы, используемые в титриметрических методах анализа. Потенциометрическое титрование благодаря своим широким возможностям используется чаще.

Результаты измерений методом потенциометрического титрования более точны, чем при использовании метода прямой потенциометрии, так как в этом случае вблизи точки эквивалентности небольшому изменению концентрации соответствует большое изменение потенциала индикаторного электрода. В ходе титрования измеряют и записывают значение потенциала ячейки после добавления каждой порции титранта.

Потенциометрическое титрование можно проводить, используя реакции нейтрализации, окисления-восстановления, осаждения или комплексообразования. В методе кислотно-основного титрования подбирают индикаторный электрод, потенциал которого зависит от рН раствора. Таких электродов несколько: водородный, хингидронный, сурьмяный, однако наиболее широкое применение нашёл стеклянный электрод. При осадительном титровании в качестве индикаторного электрода используют металл, составляющий электродную пару с определяемым ионами. Например, при титровании серебра растворами галогенидов можно использовать в качестве индикаторного электрода серебряный электрод. При комплексонометрическом титровании индикаторным электродом может служить либо металлический электрод, обратимый к определяемым ионам металла, либо платиновый электрод, если в растворе присутствует окислительно-восстановительная пара: Fe³⁺/ Fe²⁺, Cu²⁺/ Cu⁺, Co³⁺/Co²⁺.

При окислительно-восстановительном титровании в качестве индикаторного электрода чаще всего используют платиновый электрод.

1. 4 Графические способы определения точки эквивалентности при титровании

Для определения конечной точки потенциометрического титрования (точки эквивалентности) можно использовать различные способы. Наиболее простой способ — построение кривой титрования: графика зависимости по­тенциала электрода от объема титранта (рисунок 3, а).

Другой способ состоит в расчете изменения потенциала на единицу изменения объема титранта, то есть Е/V (рисунок 3, б). Кривая титрова­ния, построенная с использованием этого параметра, зависящего от объема титранта, имеет четко выраженный максимум в конечной точке.

а — зависимость потенциала электрода от объема титранта;

б— дифференциальная кривая потенциометрического титрования

Рисунок 3 Кривые потенциометрического титрования

На рисунке 4 представлена ячейка для измерения потенциала раствора или рН. На магнитной мешалке 1 установлена ячейка с анализируемым раствором 2. Она состоит из хлорсеребряного электрода 4, и стеклянного электрода 3. Электродная система подключена к потенциометру. Титрование осуществляется из бюретки 5, соединенной с блоком ручного (БРТ) или автоматического (БАТ) титрования.

В состав титриметрического анализатора с ручной бюреткой входят рН─метр или иономер, электромагнитная мешалка и бюретка. Титрование проводят вручную, визуально контролируя рН по цифровому индикатору измерительного прибора. По достижении конечной точки титрования добавление гидроксида натрия прекращают.

1─магнитная мешалка; 2─ячейка для анализируемого раствора;

3─индикаторный электрод; 4─насыщенный хлорсеребряный электрод сравнения; 5─бюретка.

Рисунок 4Схема установки для по­тенциометрического титрования