ТОП 10:

Потенциометрические методы анализа



 

Потенциометрия — это совокупность физико-химических методов анализа, основанных на измерении эдс специально составленных гальванических элементов.

Электрохимические методы исследований широко применяются в клиническом анализе и в практике санитарно-гигиенических исследований. Так, с помощью потенциометрических методов возможно определение концентрации физиологически активных ионов (Н+, К+, Na+, Ca2+, Cl-, Br-) в биологических жидкостях и тканях. При применении специальных электродов возможно определение глюкозы, мочевины, аминокислот и других метаболитов, а с помощью газовых электродов можно вести контроль над состоянием воздушной среды.

Различают потенциометрию двух видов:

(а) прямая потенциометрия: например, определение рН различных биологических жидкостей.

(б) косвенная потенциометрия; к ней относят различные формы потенциометрического титрования.

Типы электродов, применяемых в потенциометрии

1) Электрод 1-го рода — это металл, опущенный в раствор своей соли. Например, Cu0/ Cu2+aq; Zn0/ Zn2+aq. Для электродов 1-го рода уравнение Нернста записывается следующим образом:

где Men+ — потенциалопределяющий ион.

2) Электрод 2-го рода — это металл, покрытый слоем своего труднорастворимого соединения и опущенный в раствор соли. Самым распространенным электродом этого вида является хлорсеребряный электрод, состоящий из серебряной проволоки покрытой слоем соли AgCl и опущенной в насыщенный раствор KCl.

Схема хлорсеребряного электрода: Ag, AgCl / KCl (нас).

При его работе протекает ОВ полуреакция: AgCl + е- Ag +Cl-.

Потенциал данного электрода рассчитывается по уравнению:

φ= φo – 0,0592 lg [Cl‾].

3) Газовые электроды— это электроды, в которых газы выступают в роли окислителей или восстановителей. Важнейшим является водородный электрод,состоящий из платиновой пластинки, опущенной в раствор соляной или серной кислоты. Водород, подаваемый в раствор под давлением 1 атм, адсорбируется на платине (рисунок 16).

 

 

Рисунок 16.Устройство водородного электрода

Pt, H2/2H+aq

 

 

При работе электрода протекает следующая полуреакция: 2 H+ + 2е- H2.

Рассчитать ОВ потенциал водородного электрода можно по уравнениям:

φ=φo + 0,0592·lg [H+] или φ = – 0,0592 pH,

т.к. стандартный потенциал водородного электрода принят равным нулю (φo = 0).

4) Ионоселективные электроды (ИСЭ) — это электроды, позволяющие определять содержание определенного иона в исследуемом растворе, содержащем смесь различных ионов. Примером является стеклянный электрод с водородной функцией, применяемый для потенциометрического определения pH растворов (рисунок 17). Главной частью данного электрода является стеклянная мембрана, проницаемая только для катионов водорода Н+. Внутри содержится миниатюрный хлорсеребряный электрод, выполняющий роль токовода.

 
 

 

 


Рисунок 17. — Устройство стеклянного электрода с водородной функцией

 

 

Схема стеклянного электрода с водородной функцией выглядит следующим образом: Ag, AgCl /HCl /стеклянная мембрана.

Из-за различного содержания катионов водорода Н+ во внутреннем и исследуемом растворах на поверхности мембраны возникает потенциал, равный:

φ = φo + 0,059 lg [H+] или φ = φo – 0,059 pH.

 

Потенциометрическое определение рН растворов

Гальванический элемент, предназначенный для измерения pH, состоит из стеклянного электрода (измерительного) и хлорсеребряного электрода (вспомогательного):

Ag, AgCl /HCl /стеклянная мембрана// Исслед. р-р/ KCl (нас.)/ AgCl, Ag

       
   

 


Стеклянный электрод с Хлорсеребряный

водородной функцией электрод

ЭДС данного гальванического элемента зависит от концентрации ионов H+ в исследуемом растворе. Величина ЭДС фиксируется при помощи потенциометра, называемого pH–метром.

Потенциометрическое титрование — это любой метод титриметрического анализа, в котором точка эквивалентности фиксируется по резкому изменению эдс гальванического элемента, опущенного в исследуемый раствор. Определение точки эквивалентности выполняется графическим способом при помощи интегральной или дифференциальной кривых титрования (рисунок 18-19).

Рисунок 18. — Интегральная кривая потенциометрического титрования

Рисунок 19. — Дифференциальная кривая потенциометрического титрования

Потенциометрические методы анализа позволяют:

· анализировать окрашенные растворы, растворы с осадком и гели,

· получать точные результаты в короткое время (экспресс-анализ),

· исследовать состав биологических жидкостей человека без их разрушения, путем введения электродов в пораженные органы и ткани.

Лекция 9

Химическая кинетика

 

Химическая кинетика — это раздел физической химии, изучающий скорость и механизм химических реакций. Кинетический метод исследования, наряду с термодинамическим и квантово-механическим, широко применяется в современном естествознании.

 

План

9.1. Понятие о скорости и механизме химических реакций.

9.2. Кинетические уравнения простых и сложных реакций.

9.3. Влияние температуры на скорость химических реакций.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-06-23; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.233.217.242 (0.005 с.)