Электроды в потенциометрии. Принцип действия

Электроды в потенциометрии. Назначение

Электроды, которые используются в потенциометрии, различаются по назначению и по принципу действия.

В зависимости от назначения электроды бывают индикаторными или электродами сравнения.

Индикаторный электрод – это электрод, потенциал которого зависит от активности или концентрации определяемых ионов.

Требования к индикаторным электродам.

1. Электрод должен обратимо реагировать на изменение активности или концентрации определяемых ионов.

2. Потенциал его должен устанавливаться быстро. Это особенно важно при проведении потенциометрического титрования.

3. Электрод не должен влиять на состав раствора. Например, часто используемый платиновый электрод может катализировать протекание некоторых реакций.

4. Электрод должен быть химически устойчив по отношению к веществам, находящимся в растворе. Например, цинковый электрод в кислых растворах может растворяться.

5. Электрод должен быть неполяризуемым, т. е. его потенциал не должен меняться при протекании тока.

6. Электрод должен иметь простую конструкцию.

Электрод сравнения – это электрод, относительно которого измеряют потенциал индикаторного электрода (т. е. он нужен для измерения ЭДС гальванического элемента).

Требования к электродам сравнения.

1. Потенциал электрода должен оставаться постоянным и не зависеть от состава анализируемого раствора.

2. Электрод должен иметь низкое сопротивление.

Остальные требования к электроду сравнения – такие же, как в п. 3–6 требований к индикаторному электроду.

В зависимости от принципа действия различают электронообменные (металлические) и мембранные (ионоселективные) электроды.

Сравнительная характеристика электродов двух типов представлена в табл 1.

Металлические электроды, которые используются в потенциометрии, классифицируются следующим образом:

1. Активные электроды:

§ I рода (например, серебряный Ag/Ag⁺, медный Cu/Cu²⁺ и др.). Потенциал таких электродов зависит от активности иона металла Меⁿ⁺;

§ II рода (например, хлоридсеребряный Ag, AgCl/KCl и др.). Потенциал таких электродов зависит от активности аниона An^n– (например, Cl^– для хлоридсеребряного электрода).

2. Инертные электроды (например, платиновый, золотой, палладиевый, водородный, хингидронный и др.). Такие электроды выполняют роль переносчиков электронов. Потенциал их зависит от отношения активностей окисленной и восстановленной форм сопряжённой окислительно-восстановительной пары.

Таблица 1

Сравнительная характеристика электродов

Электронообменные электроды (металлические)	Ионообменные электроды (мембранные)
На межфазной границе протекают реакции с участием электронов.	На межфазной границе протекают реакции ионного обмена.
Обладают электронной проводимостью.	Обладают ионной проводимостью.

Окончание табл.1

Электронообменные электроды (металлические)	Ионообменные электроды (мембранные)
Зависимость между равновесным потенциалом и активностью ионов выражается уравнением Нернста:	Зависимость между равновесным потенциалом и активностью ионов выражается уравнением Нернста:
где n – число электронов, участвующих в полуреакции; аок.ф. и авос.ф. – активности окисленной и восстановленной форм сопряжённой окислительно-восстановительной пары.	где z – заряд иона с учётом знака; а – активность иона в растворе

Мембранные электроды классифицируются в зависимости от материала мембраны:

§ стеклянные;

§ с твёрдой мембраной;

§ с жидкой мембраной;

§ ферментные и т. д. (см. следующий раздел).

Дата добавления: 2014-01-20