Pt l Ox, Red

Процессы же окисления и восстановления протекают между веществами, находящимися в растворе.

Условно такой электрод можно изобразить так:

Предположим, что электрод состоит из платины, погруженной в раствор, содержащий ионы Fe²⁺ и Fe^3+.

На этом электроде протекает процесс:

Fe³⁺ + e ⇆ Fe²⁺

Электродный потенциал этого окислительно-восстановительного электрода выражается уравнением Петерса:

Уравнение Петерса
в общем виде имеет вид:

где – это стандартный электродный потенциал

окислительно-восстановительного электрода при одинаковой активности в растворе окисленной и восстановленной форм;

а(ОХ) и а(Red) – активность (концентрация) окисленной и восстановленной форм веществ в Redox-системе.

Величина редокс-потенциала зависит не только от активностей окисленной и восстановленной форм, но и от активности ионов водорода, участвующих в восстановлении систем.

Например, редокс-потенциал электрода, на котором протекает процесс

MnO₄^- + 5е + 8 H ⁺ ⇄ Mn²⁺ + 4Н₂О

определяется уравнением:

Потенциометрией называется физико-химический метод анализа, позволяющий определять активности (концентрации) ионов на основании измерения ЭДС гальванической цепи, состоящей из электрода сравнения и электрода определения, опущенных в исследуемый раствор.

n ЭДС (Е) = φ₂⁽⁺⁾ – φ^(-)

n = φ_катода - φ_анода

n = φ_ок-ля – φ_{восст-ля}

n Электродом сравнения называется электрод, потенциал которого практически постоянен.

n Принятым электродом сравнения является стандартный водородныйэлектрод.

Стандартный водородный электрод

Схематично стандартный водородный электрод записывают так:

Pt, H₂ [p(H₂) = 1 атм./Н⁺ [a(H⁺) = 1 моль/л]

На водородном электроде протекают обратимые процессы:

Н₂ ↔ 2Н ↔ 2Н⁺ + 2е

Потенциал стандартного водородного электрода условно принят за нуль

при любой температуре.

Если Р ≠ 1 атм.

или а(Н⁺) ≠ 1 моль/л, то φ ≠ φ^о ≠ 0

φ электрода рассчитывается по формуле:

При стандартной температуре уравнение Нернста для водородного электрода имеет вид:

Электродом определения называется электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) анализируемых ионов.

На практике в качестве электродов определения используются

ионо-селективные электроды.

Для измерения концентрации биологически активных ионов: Н⁺, Na⁺, К⁺, NH₄⁺, Са²⁺ и других, а также различных веществ в биологических системах используют электроды определения, которые называют также индикаторными электродами.

Электродами определения прежде всего являются мембранные ионоселективные электроды, мембрана которых способна адсорбировать или пропускать только определенные ионы.

Наиболее широко используется в качестве ионоселективного электрода определения стеклянный электрод. ЭДС гальванической цепи из ионоселективного электрода определения и электрода сравнения, опущенных в исследованный раствор определяют с помощью иономера (рН метра):

Стеклянный электрод

На поверхности мембраны стеклянного электрода протекает процесс: Ме⁺ (стекло) + Н⁺ (раствор) ↔

Н⁺(стекло) + Ме⁺(раствор)

Дата добавления: 2015-05-09