Потенциометрический метод определения рН растворов.
Определение рН раствора этим методом сводится к установлению потенциала (е) электрода определения, погруженного в исследуемый раствор, и основано на зависимости его величины от значения рН. Величину электродного потенциала (е) электрода определения находят по ЭДС цепи, составленной из электрода сравнения (у него потенциал известен) и электрода определения. Например, составим электродную пару из хингидронного (индикаторного) и хлорсеребряного (сравнения) электродов (см. рисунок).
Характеристики элемента:
1. Схема элемента: Ag, AgCl / Cl¯ // Pt / H+, С6Н4О2 , С6Н4О2-
Для определения ЭДС необходимо выяснить, какой из этих электродов будет выполнять функцию катода, а какой – анода, т. е. на каком из электродов будет проходить процесс восстановления, а где будет проходить процесс окисления. Что бы это определить, нужно сравнить величины электродных потенциалов, используемых электродов, т. к. известно, что анод имеет мѐньшую величину электродного потенциала. Воспользуемся справочными данными (25оС):
еох.г. = 0,699 В
е х.с. = 0,201 В
Для определения электродного потенциала электрода определения воспользуемся уравнением Нернста:
е х.г. = еох.г. + 0,059 lg a H+ = 0,699 + 0,059 lg a H+
Из уравнения следует, что е х.г. значительно больше, чем е х.с., поэтому хингидронный электрод будет катодом, а хлорсеребряный – анодом.
2. Электродная реакция:
На катоде: С6Н4О2 + 2Н+ + 2ē ↔ С6Н4(ОН)2 - процесс восстановления;
На аноде: Ag - ē → Ag+
Ag+ + Cl¯↔ AgCl
Ag + Cl¯- ē ↔ AgCl – суммарная реакция – процесс окисления.
Е = ек - еа = ех.г.- ех.с.
Е = 0,699 + 0,059 lg a H+ - 0,201
Е = 0,699 - 0,059 рН - 0,201
Е
рН =
0,059
Упражнения для самостоятельной работы:
1. Гальванический элемент составлен из цинкового и золотого электродов. Записать схему гальванического элемента, химическую реакцию, протекающую в нем, рассчитать стандартную ЭДС элемента.
2. Удельная электропроводность 0,5 Н раствора нитрата магния равна 4,38*10-2 ом-1*м-1. Вычислить эквивалентную электропроводность.
3. Вычислить степень диссоциации 0,3 Н раствора уксусной кислоты, если удельная электропроводность раствора 1,2*10-3 ом-1 м-1. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении λ оо =350 ом-1*м2*экв-1.
4. Потенциал водородного электрода в исследуемом растворе равен -0,177 В. Чему равен рН раствора?
5. Чему равен ЭДС гальванического элемента, состоящего из двух медных электродов, погруженных в растворы CuS04, один с концентрацией 0,01 моль/л, другой с концентрацией 0,1 моль/л?
6. Электроды определения –
a. электроды, потенциал которых зависит от концентрации каких-либо ионов в растворе
b. величина электродного потенциала не зависит от концентрации протонов
c. электроды, потенциал которых точно известен, устойчив во времени и не зависит от концентрации ионов в растворе
7. Окислительно-восстановительные электроды –
a. электроды, у которых мѐньшая величина электродного потенциала
b. электроды, где все элементы полуреакции (и окисленная и восстановленная форма) находятся в растворе.
c. электроды, погруженные в раствор, служащие переносчиками электронов
8. Диффузионный потенциал
a. возникает при соприкосновении растворов разных концентраций
b. возникает при повреждении клетки и называется «потенциалом повреждения»
c. уменьшается, если растворы электролитов разных концентраций разделены мембраной.
9. Для получения 54 г серебра электролизом водного раствора нитрата серебра (выход по току 100%) необходимо, чтобы в растворе содержалось ____ граммов чистой соли .
Глава 9
Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 1946;