|
Потенциометрия Ложкина. Потенциометрия потенциометрия
ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ
Потенциометрия Потенциометрический метод основан на измерении электродвижущих сил (ЭДС) обратимых гальванических элементов Используют для определения содержания веществ в растворе и измерения различных физико-химических величин.
Потенциометрия - В потенциометрии применяют гальванический элемент, включающий два электрода, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса) или в два различных по составу раствора, имеющих между собой жидкостной контакт (цепь с переносом).
Индикаторный электрод – потенциал его зависит от активности (концентрации) определяемых ионов в растворе Электрод сравнения – потенциал не зависит от концентрации определяемых ионов
Потенциометрия Зависимость величины электродного потенциала (ЭП) от активности ионов в растворе выражается уравнением Нернста: Для разбавленных растворов ( f = 1), активность а заменяют на концентрацию c. Если перейти от ln к lg, то при T = 298 K (25 °С) уравнение запишется так:
Два основных класса электродов: 1) электронообменные (электроды первого, второго рода и окислительно-восстановительные) на межфазных границах которых протекают реакции с участием электронов 2) мембранные, или ионообменные, их называют также ионселективными (ИСЭ) на межфазных границах которых протекают ионообменные реакции. могут быть определены многие катионы и анионы: H+, NH4+, Na+, K+, Cu2+, Cd2+, Pb2+,NO3−, Cl− др.
ИСЭ
Стеклянный и сравнения электроды
Электрохимическая ячейка
В потенциометрии используют обратимые электроды – это электроды, у которых - скачки потенциалов зависят от концентрации в соответствии с термодинамическими уравнениями; скачки потенциалов остаются неизменными во времени; при прохождении электрического тока скачки потенциалов не должны значительно изменяться, после выключения тока быстро должно устанавливаться равновесие. Электроды, не удовлетворяющие этим требованиям, называются необратимыми. - Электроды I рода – электроды, находящиеся в равновесии с катионами, одноименными с металлом, и обратимые по отношению к ним. Простейший электронообменный электрод – металлическая пластинка, погруженная в раствор или расплав электролита Zn/Zn2+; Cu/Cu2+ и т.д.
В качестве электрода сравнения используют стандартный водородный электрод (СВЭ) – электрод I рода – (Pt)H2/2H+. Он может выполнять как роль окислителя, так и восстановителя: 2H+ + 2е → Н2 или Н2 (Pt) – 2е → 2H+
Стандартный водородный электрод
Электроды II рода Электроды II рода – электроды, состоящие из металлической пластинки, покрытой малорастворимой солью этого металла, и обратимые по отношению к анионам соли. - Концентрация Cl− поддерживается на определенном уровне путём добавления раствора хорошо растворимой соли с тем же анионом (чаще KCl). Отличительной особенностью электродов сравнения, применяемых в аналитической практике, является простота изготовления (доступность), воспроизводимость потенциала и низкий температурный коэффициент. Этим требованиям отвечают н.к.э. и х.с.э.
Электроды сравнения хлоридсеребряный (а) и каломельный (б)
Хлоридсеребряный электрод
Каломельный электрод - 1. Прямая потенциометрия – определение концентрации ионов, в частности [H+], с помощью уравнения Нернста по ЭДС гальванического элемента. Самое известное приложение этого вида потенциометрии – рН-метрия.
2. Потенциометрическое титрование основано на использовании измерений ЭП для нахождения точки эквивалентности в различных реакциях.
Определение КТТ в потенциометрии
Достоинства метода потенциометрического титрования – высокая точность и воспроизводимость определений (особенно при титровании разбавленных растворов); – легкость раздельного определения веществ при их совместном присутствии; – метод легко поддается автоматизации. Погрешность определения при прямом потенциометрическом измерении составляет 2-10 %, при проведении потенциометрического титрования 0,5-1 %.
Недостатки метода потенциометрического титрования не всегда быстрое установление потенциала после добавления титранта и необходимость во многих случаях делать при титровании большое число отсчетов. |
|
|