Вимірювання величини рН. Кислі та лужні розчини з малими концентраціями водних іонів /10(-1), 10(-2),...10(-4) моль/л/ виражають показником ступеня концентрації іонів, взятій з оберненим знаком, і позначають символом рН: рН = lgСн+, або Сн+ = 10(-рН) Шкала рН водяного розчину при 25`С: рН
│ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ────────────┼────────────────────────────────────────────────────── середовище │кислий розчин нейтральний лужний розчин розчин
Величина рН визначається шляхом вимірювання різниці потенціалів між вимірювальним електродом, для якого характерна рН -функція, та електродом порівняння, занурених в аналізуємий розчин. Використовують для цього рН – метри. У ролі індикатора електроду для вимірювання рН застосовують скляний мембранний електрод із рН - функцією. Скляний мембранний електрод являє собою товстостінну трубку на кінці якої знаходиться кулька з тонкого /0,1 мм/ гідроскопічного скла приблизно складу: 22% Na2О, 6%СаО і 72% SiO2/мембрана/. Вона здатна гідратуватися. Кулька заповнена розчином соляної кислоти відомої концентрації/часто 0,1 М/.У цей розчин занурена покрита хлоридом срібла про-волочка, яка служить зовнішнім виводом до одного з полюсів рН -метра. Ця частина скляного електроду нечутлива до іонів водню, а є напівелементом порівняння /електродом порівняння І - допоміжним електродом /. Гідратація скляної мембрани кульки супроводжується обмінною реакцією між іонами натрію скла і іонами водню води. Гідратовані шари зовнішньої і внутрішньої поверхонь кульки майже виключно складаються з гелю кремнієвої кислоти й можуть досягти10(-5)-10(-4) мм; на внутрішній стороні кульки гелю всі пустоти зайняті іонами водню. При зануренні гідратованого в розчин, активність іонів Н+відрізняється від активності іонів Н+ у кислоті, що знаходяться всередині мембрани. Так, в шарі сухого скла переміщуються іони Nа+і Н+.Все це призводить до того, що на кожній з поверхонь розділу геля й розчину проходить перенесення протонів: від гелю до розчину або від розчину до гелю. Внаслідок цього виникають потенціали відповідно Е1/на поверхні розділу гель - розчин кислоти всерединікульки / та Еx/ на поверхні розділу - досліджуємий розчин/, причому значення Еx змінюється зі зміною рН цього розчину. У ролі електроду порівняння П є, як правило, насичений хлор - срібний електрод. Він підключається до другого полюсу Рн - метра. Таким чином, у досліджуємий розчин занурюють вимірювальний індикаторний рН - електрод, який має в своєму складі напівелемент електроду порівняння /електрод порівняння І/, розміщений в розчин з відомою постійною активністю іонів Н+, і скляну мембрану, яка відділила цей розчин від аналізуємого розчину. ЕРС одержаного гальванічного елементу /рис.6.8/ являє собою алгебраїчну суму потенціалів, що виникають на окремих поверхнях розділу фаз: електрод порівняння І - розчин соляної кислоти, що знаходиться всередині кульки /Е1/; розчин кислоти - внутрішня поверхня мембрани /Е2/; зовнішня поверхня мембрани - аналізуємийрозчин /Еx/; досліджуємий розчин - електрод порівняння П /Е3/. ЕРС = Е1+Е2+Е3+Еx Значення Е1,Е2,Е3 - величини, практично постійні. Значить вимірюване значення ЕРС, яке дорівнює Еx, є функцією рН аналізуємого розчину. У ролі вимірюваного ЕРС пристрою в автоматичних рН-метрахнайчастіше використовують потенціометри. Живлення мостової схеми проводиться стабілізованою напругою Uст. Нульовий індикатор фіксує різницю між Еx і компенсаційною напругою U комп., в діагоналі ав й виробляє сигнал розбалансу, який керує реверсійним двигуном РД. РД переміщає движок реохорда до моменту рівноваги Еx та комп. Одночасово переміщається й показуючи стрілка.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.