![]() |
|
|
рН-МEТРИЯрН-МEТРИЯ,
совокупность потенциометрич. методов определения водородного показателя
рН. Они основаны на измерении эдс гальванич. элемента, состоящего из индикаторного
электрода, обратимо реагирующего на изменение активности % ионов водорода, и
электрода сравнения (насыщенного каломельного или хлорсеребряного). Последний
обычно погружают в раствор электролита, который соединен с исследуемым раствором солевым
мостиком-трубкой, заполненной насыщ. раствором КСl. Индикаторным может служить
водородный электрод, который представляет собой покрытую платиновой чернью платиновую
пластинку, погруженную в раствор кислоты, насыщенный газообразным водородом. При парциальном
давлении водорода рH2 = 1 атм (101,3 кПа) и активности
ионов Н3О+ aHзO+ = 1 потенциал этого
электрода принят за нуль при любой температуре (стандартный водородный электрод). В
соответствии с уравением Н+ + е Сурьмяный электрод изготавливают
из чистой метал-лич. Sb. Согласно уравению Sb2O3 + 6Н+
+ 6е Х и н г и д р о н н ы й
э л е к т р о д представляет собой гладкий платиновый электрод, погруженный
в исследуемый раствор, насыщенный хингидроном - молекулярным комплексом 1:1 хинона
(Q) и гидрохинона (H2Q). В соответствии с уравением Q + 2Н+
+ 2е Наиб. распространен стеклянный
электрод, который представляет собой тонкостенный шарик из стекла спец. состава
(например, 72% SiO2, 8% СаО, 20% Na2O), припаянный к стеклянной
трубке. Внутрь шарика наливают 0,1 М раствор НСl и погружают в него хлорсеребряный
электрод (серебряная проволока в насыщ. растворе AgCl)- внутр. электрод сравнения.
Чувствительной к ионам Н+ является только стеклянная мембрана на
кончике электрода, к-рую предварительно хорошо вымачивают в 0,1 М растворе НСl.
Потенциал стеклянного электрода определяется уравением Е = const + + 0,0591
lgaH+ в широком интервале рН, протяженность которого
зависит от сорта стекла. Состав стекла, применяемого для изготовления мембраны,
влияет на величину константы равновесия (КH-M) обмена между
ионами Н+ в слое гидратированного геля на поверхности мембраны и ионами
щелочных металлов в растворе. Большинство электродов не способны различать ионы
Н+ и ионы Na+, K+, Li+ при рН >
11, но есть электроды, дающие правильные результаты вплоть до рН 14. Недостаток
стеклянного электрода-нестабильность во времени т.называют потенциала асимметрии
(входит в величину const), обусловленного неравноценностью внешний и внутр. поверхности
стеклянной мембраны. Поэтому необходимо периодически градуировать электрод по
буферным растворам с известным рН (см. ниже). Потенциал стеклянного электрода устанавливается
очень быстро, погрешность измерения рН в интервале 2-10 составляет b0,05
рН. Не мешают растворенные газы, окислители, восстановители, белки. Мешают дегидратирующие
вещества, концентемпературир. растворы щелочей и кислот. Неправильные результаты получаются в
растворах с низкой буферной емкостью, например в воде. Стеклянный электрод пригоден
для измерения рН не только растворов, но и эмульсий, суспензий, паст. В зависимости
от назначения его размеры варьируют в широких пределах. Есть электроды, позволяющие
измерять рН весьма малых объемов (~0,02 мл). Стеклянный электрод обладает
высоким электрический сопротивлением (107-108 Ом), поэтому
для измерения его потенциала необходим спец. прибор -рН-метр, который представляет
собой электронный вольтметр с высоким входным сопротивлением или потенциометр
с электронным усилителем (вместо гальванометра). В последнем случае усиленный
на несколько порядков ток в цепи с исследуемым элементом можно детектировать грубым
миллиамперметром. Для измерения рН стеклянный
электрод и электрод сравнения (каломельный) погружают сначала в буферный раствор
с известным рНст (т.называют рН-стандарт) и настраивают рН-метр на величину
рН этого раствора. Затем электроды промывают и переносят в исследуемый раствор с рНx;
при этом рНх = рНст + [(Еx - Eст)F/2,303RT],
где Ех и Eст-соответ-ствующие потенциалы
стеклянного электрода. Для удобства шкалу рН-метра градуируют в единицах рН
и снабжают спец. устройством для контроля температуры раствора (чтобы регулировать величину
2,303RT). Для градуирования стеклянного
электрода в качестве рН-стандартов рекомендованы: насыщ. раствор тартрата К, 0,05
М раствор бифталата К, смесь 0,05 М раствора КН2РО4 и 0,025 М
раствора Na2HPO4, смесь 0,008695 М раствора КН2РО3
и 0,03043 М раствора Na2HPO4, 0,01 М раствор Na2B4O7.
При 25 °С величины рН этих растворов равны 3,56; 4,01; 6,87; 7,41; 9,18 соответственно.
Причем рН будет иметь одно и то же значение независимо от того, какой из рН-стандартов
был взят при градуировке электрода. Хотя измеренные рН-метром
значения рН равны — lgaHзO+ только для очень разбавленных
водных растворов, тем не менее эти величины служат полезной характеристикой кислотности
растворов, в том числе и неводных. При замене воды неводным растворителем увеличивается электрический
сопротивление раствора, становится менее воспроизводимым потенциал электрода, поэтому
рекомендуется рассматривать каждый раствори-тель как независимую систему с собственной
шкалой кислотности, протяженность которой определяется величиной константы автопротолиза
растворителя. рН-Метрию применяют для
контроля различные технол. процессов, в лабораторная исследованиях и т.д.
Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|