химический каталог




ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ (от лат. potentia-сила, мощность и греческого metreo- измеряю), электрохимический метод исследования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от термодинамическое активности а компонентов электрохимический реакции: aА + bВ + ... + nе mМ + рP + Эта зависимость описывается Нернста уравнением


где Е0 стандартный потенциал, R-газовая постоянная, Т-абс. температура, F-постоянная Фарадея, n-число электронов, участвующих в реакции, a, b, ..., т, р ...-стехиометрич. коэффициент при компонентах реакции А, В, ..., М, Р (к-рыми может быть ионы и молекулы в жидкой, твердой или газовой фазе). Активности твердых и газообразных компонентов и растворителей принимают за единицу.

При потенциометрич. измерениях составляют гальванич. элемент с индикаторным электродом (см. Электроды в электрохимии), потенциал которого зависит от активности хотя бы одного из компонентов электрохимический реакции, и электродом сравнения и измеряют электродвижущую силу (эдс) этого элемента (см. Электрохимические цепи).

В П используют гальванич. элементы без переноса, когда оба электрода помещают в один и тот же исследуемый раствор, и с переносом, когда электроды находятся в разных растворах, имеющих между собой электролитич. контакт. Последний осуществляют таким образом, что растворы могут смешиваться друг с другом только путем диффузии. Обычно их разделяют пористой керамической или пластмассовой перегород кой или прочно пришлифованной стеклянной муфтой. Элементы без переноса используют в основные для измерения констант равновесия химический реакций, констант диссоциации электролитов, констант устойчивости комплексных соединений, произведений растворимости, стандартных электродных потенциалов, а также активностей и коэффициент активности ионов. Элементы с переносом используют для определения "кажущихся" констант равновесия (поскольку при этом не учитывают жидкостной потенциал), активностей и коэффициент активности ионов, а также в потенциометрич. методах анализа.

Среди этих методов различают прямую ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ и потенциометрич. титрование. Прямая ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ применяется для непо-средств. определения а ионов (например, Ag+ в растворе AgNO3) по значению Е соответствующего индикаторного электрода (например, серебряного); при этом электродный процесс должен быть обратимым. Исторически первыми методами прямой ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ были способы определения водородного показателя рН (см. рН-Метрия). Появление мембранных ионоселективных электродов привело к возникновению ионометрии (рХ-метемпературии), где рХ = — lg ах, ах-активность компонента X электемпературохимический реакции. Иногда рН-метрию рассматривают как частный случай ионометрии. Градуировка шкал приборов потенциометров по значениям рХ затруднена из-за отсутствия соответствующих стандартов. Поэтому при использовании ионоселективных электродов активности (концентрации) ионов определяют, как правило, с помощью градуировоч-ного графика или методом добавоколо Применение таких электродов в неводных растворах ограничено из-за неустойчивости их корпуса и мембраны к действию органическое растворителей.

К прямой ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ относится также редоксметрия - измерение стандартных и реальных окислит.-восстановит. потенциалов и констант равновесия окислит.-восстановит. реакций. Окислит.-восстановит. потенциал зависит от активностей окисленной (О и восстановленной (aвос) форм вещества. Редокс-метрию применяют также для определения концентрации ионов в растворах. Методом прямой ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ с использованием металлич. электродов изучают механизм и кинетику реакций осаждения и комплексообразования.

Прямая ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ обладает важными достоинствами. В процессе измерений состав анализируемого раствора не меняется. При этом, как правило, не требуется предварит. отделения определяемого вещества. Метод можно легко автоматизировать, что позволяет использовать его для непрерывного контроля технол. процессов.

Более распространены методы потенциометрич. титрования, с помощью которых определяют широкий круг веществ в водных и неводных средах. В этих методах регистрируют изменение потенциала индикаторного электрода в процессе титрования исследуемого раствора стандартным раствором реагента (см. Титриметрия)в зависимости от объема последнего. Потенциометрич. титрование проводят с использованием различные реакций: кислотно-основного и окислит.-восстановит. взаимодействий, осаждения и комплексообразования. В методах кислотно-основного титрования в качестве индикаторного можно использовать любой электрод, обратимый к ионам Н+ (водородный, хингидронный, сурьмяный, стеклянный); наиболее распространен стеклянный электрод. Окис-лит.-восстановит. титрование проводят с электродами из благородных металлов (чаще всего с платиновым). В методах осадительного и комплексометрич. титрования индикаторный (ионоселективный или металлич.) электрод должен быть обратимым относительно одного из ионов, участвующих в реакции. Вблизи точки эквивалентности наблюдается резкое изменение (скачок) электродного потенциала E, обусловленное заменой одной электрохимический реакции другой с соответствующим изменением E0. Например, при титровании ионов Сl- раствором AgNO3 с серебряным индикаторным электродом до точки эквивалентности при избытке ионов Cl ~ потенциал электрода определяется реакцией AgCl + eAg + Cl- с Е = 0,222 — 0,059 lg aCl_, а после точки эквивалентности при избытке ионов Ag+-реакцией Ag+ + eAg с E = 0,799 + + 0,059 lg АAg+

Потенциометрич. титрование имеет ряд преимуществ по сравнению с титриметрич. методами, в которых применяют химические индикаторы: объективность и точность в установлении конечной точки титрования, низкая граница определяемых концентраций, возможность титрования мутных и окрашенных растворов, возможность дифференцированного (раздельного) определения компонентов смесей из одной порции раствора, если соответствующие Е0 достаточно различаются. Потенциометрич. титрование можно проводить автоматически до заданного значения потенциала, кривые титрования записывают как в интегральной, так и в диффе-ренц. форме. По этим кривым можно определять "кажущиеся" константы равновесия различные процессов.

Для определения компонентов обратимых систем, когда на электродах устанавливаются равновесные значения потенциалов, потенциометрич. титрование проводят при силе тока I = 0. В случае необратимых электродных процессов исследуемый раствор титруют с одним или двумя поляризованными электродами, т.е. при контролируемой силе тока I . 0. В этом случае Е устанавливается быстро и расширяется круг используемых титрантов и определяемых соединений. Потенциометрич. методы анализа широко используют для автоматизации контроля технол. процессов в химический, нефтехимический, пищевая и др. отраслях промышленности, в медицине, биологии, геологии, а также при контроле загрязнений окружающей среды.

Литература. Плэмбек Д., Электрохимические методы анализа, пер. с англ., М., 1985; Агасян ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ К., Николаева Е. Р., Основы электрохимических методов анализа (нотенциометрический метод), М., 1986; Справочное руководство по применению ионоселективных электродов, пер. с англ., М., 1986.

Л. Н. Быкова.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
барный стул venus
Фирма Ренессанс: купить лестницу на второй этаж винтовую - продажа, доставка, монтаж.

Рекомендуемые книги

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.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)