Индикаторлық электродтар
Потенциометрия мен потенциометрлік титрлеуде екі түрлі индикаторлық электродтар пайдаланылады:
1. Металдық және басқа ток өткізгіш индикаторлық электродтар.
2. Мембраналық ионселективті электродтар-сенсорлар.
Индикаторлық электродтар ток өткізетін болуы керек және жүйе компоненттерімен әрекеттеспеуі керек.
Асыл метадар(платина, күміс, алтын – индеферентті электродтар)-инертті металдық электродтардеп аталады. Мұндай электродтардың потенциалдары тотыққан және тотықсызданған заттың түрлерінің жартылай реакцияларына тәуелді.
Сонымен қатар индикаторлық электродтар ретінде қайтымды жартылай реакцияларға қатысатын басқа да металдар (Сu, Hg, Pb, Cd, Ni) пайдаланылады. Оларды активті металдық электродтардеп атайды. Оларды аттас иондарды және осы иондармен қатты фаза түзетін аниондарды анықтауға пайдаланылады.
Электроанализде индикаторлық электродтар ретінде көміртекті токөткізгіш материалдардан жасалған электродтар жиі пайдаланылады (графит, шыныграфит, пасталы графит т.б.).
Мембраналы электродтар табиғатына байланысты төрт түрге бөлінеді:
Шыны электроды
Шынының құрамын қарастырайық. Оның негізгі құрылысы өзара кремний арқылы байланысқан оттекті тордан тұрады:
Шыны қаңқасының бос орындарында сілтілік, сілтілік жер металдар орналасады, олар электростатикалық күш арқылы оттекпен байланысып, ұсталып тұрады. Бұл иондар ерітіндідегі иондарға алмаса алады.
Шыны электродында қабырғасы қалын түтікше AgCl –мен қанықтырылған 0,1 М НСl ерітіндісімен толтырылады. Контакт ретінде күміс сымы қолданылады. Осы қондырғыда электродтың ұшындағы жұқа шыны мембрана рН-қа сезгіш болады.
Электродтық реакция сутек иондарының екі фаза (ерітінді/шыны) арасындағы алмасу реакциясына негізделген:
H+ерт↔Н+ш
Сонда
– шыны электродының стандартты потенциалы, ол шынының табиғатына тәуелді.
Сонымен қатар алмасу реакциясына басқа шыны құрамына кіретін иондар да қатысады:
H+ш + M+ерт ↔ H+ерт + M+ш
Бұл тепе-теңдік алмасу константасымен Калм сипатталады:
Кез-келген шыны үшін активтілігі а = a(H+)ш+а(М+)ш тұрақты шама болғандықтан 0,059 lg1/a шамасы тұрақты болып E01ш құрамына кіреді. Бұл кезде Е келесі түрде жазуға болады:
Е=Е01ш + 0,059 lg (a(H+)ерт+Калм*а(М+)ерт)
Бұл теңдік шыны электродының потенциалы ерітіндідегі сутек иондарының және металл иондарының функциясы екендігін көрсетеді.
Калм-шыны құрамына және температураға тәуелді, оның мәні 10-1-10-15 аралығында бола алады. Неғұрлым Калм мәні төмен болса, шыны электродының сутекті функциясы соғұрлым жоғары болады.
1) Егер ерітіндінің қышқылдығы жоғары болса
a(H+)ерт >> Калм*а(М+)ерт
Е=Е01ш + 0,059 lg a(H+)ерт= Е01ш -0,059pH
Яғни шыны электродының сутекті функциясы басым, 1-12 pH шамасы аралығында пайдалануға болады.
2) Егер
a(H+)ерт << Калм*а(М+)ерт
Е=Е
01ш + 0,059 lg а(М+)ерт
(Калм- тұрақты, ол Е01 құрамына кіреді)
Сонда сілтілік ортада сілтілік иондарды анықтауға болатынын көреміз.
Дәріс