Потенциометрический метод. Ионометрия. Ионселективные электроды. Характеристика стеклянного электрода

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16880
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Потенциометрический метод. Ионометрия. Ионселективные электроды. Характеристика стеклянного электрода.

Ответ:

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости электрического сигнала (потенциала) специального датчика, называемого измерительным электродом, от состава анализируемого раствора. В идеальном случае измерительный электрод избирательно (селективно) реагирует на определенный ион (или группу ионов), а его потенциал зависит от содержания этих ионов в растворе. Измерительные электроды обычно подразделяют на две группы: рНэлектроды. т.е. электроды селективные к иону водорода и электроды, селективные к прочим ионам, которые называют ионоселективными электродами. Абсолютную величину потенциала в настоящее время измерить невозможно, однако можно измерить потенциал относительно другого электрода, потенциал которого не зависит от состава раствора и условно принимается равным нулю. Такой электрод называется электродом сравнения. Датчик, объединяющий в одном корпусе измерительный электрод и электрод сравнения, называется комбинированным электродом. Потенциометрический метод анализа существует в нескольких вариантах: 1. Прямая потенциометрия. Метод основан на установлении зависимости потенциала измерительного электрода от концентрации раствора и последующим ее использовании для анализа растворов неизвестной концентрации. Наиболее широко применяется для измерения рН. Точность метода зависит, в первую очередь, от типа измерительного электрода. Достоинством и недостатком метода одновременно является то, что измеряемый потенциал зависит от активности. Это единственный метод прямого определения активности ионов в растворах. 2. Потенциометрическое титрование. Оно основано на проведении специфической химической реакции под контролем ионоселективного или редокс-электрода. Могут применяться следующие реакции: нейтрализации, осаждения, комплексообразования или окисления-восстановления. Расчет концентрации анализируемого вещества производится на основании объемов и концентраций, участвующих в реакции растворов. Метод более сложный и трудоемкий по сравнению с предыдущим, но имеет ряд преимуществ. Результаты, полученные этим методом, обычно более точны и воспроизводимы (< 1 %). Титрование позволяет определять вещества, на которые не существует ионоселективных электродов (косвенное определение). Ионометрия – потенциометрический метод определения концентрации (активности) ионов, основанный на измерении электрохимического потенциала индикаторного электрода, погружённого в исследуемый раствор, относительно электродов сравнения. Ионометрия имеет ограниченную область применения в лабораторной практике из-за не высокой избирательности (селективности). Ионселективные электроды: 1. Na-селективные. Предназначены для лабораторного анализа растворов, содержащих достаточно высокие концентрации ионов Na+ . Основным мешающим ионом являются ион водорода (Н+ ), поэтому при измерении должно соблюдаться соотношение pH-pNa > 3,5. 2. Электроды с кристаллической мембраной. Не допускается эксплуатация этих электродов в растворах, разрушающие или растворяющие материал корпуса (ПВХ). 3. F-селективный электрод является одним из самых высокоселективных электродов – единственным мешающим ионом является ион ОН- , поэтому измерения рекомендуется проводить при рН 5,5...6,5. Материал чувствительной мембраны – монокристалл LaF3 – обладает высокой химической стойкостью и долговечностью. 4. Cl-, Br-, I-селективные электроды выполнены по стандартной технологии. Материалом мембраны является прессованный порошок Ag2S с добавлением соответствующего галогенида серебра. Мешающим действием обладают все ионы, которые могут взаимодействовать с материалом мембраны с образованием менее растворимых солей, в частности это ионы Hg2+ и S2- . 5. Cd-, Pb-, Cu-селективные электроды также выполнены по общепринятой технологии. Материал мембраны – прессованный порошок Ag2S с добавлением сульфида соответствующего металла. Мешающим действием обладают все ионы, которые могут взаимодействовать с материалом мембраны с образованием менее растворимых солей. Для Ag-селективного электрода материалом мембраны служит прессованный порошок Ag2S. Мешающий ион Hg2+. При определении серебра следует применять двухключевой электрод сравнения, заправленный раствором KNO3 вместо KCl, т.к. малорастворимая соль AgCl может забивать электролитический ключ. 6. Электроды с ПВХ-мембраной. Материал мембраны ПВХ с добавлением специальных веществ-переносчиков. При работе с этими электродами не допускается присутствие веществ, растворяющих или разрушающих ПВХ.