Прямая потенциометрия (ионометрия)

Метод прямой потенциометрии основан на измерении истинного значения электродного потенциала и нахождению по уравнению Нернста активности (концентрации) потенциалопределяющего компонента в растворе. Наиболее широкое применение метод находит для определения рН растворов, а также различных катионов и анионов с использованием ионоселективных мембранных электродов. Селективность электродов на твердых мембранах связана с возможностью переноса через мембрану только определяемого иона.

Ионоселективные электроды помимо высокой избирательности отличаются большой чувствительностью (10^-4 - 10^-5 моль/л, а в некоторых случаях и 10^-7моль/л. С их помощью проводят экспрессные определения, автоматический непрерывный химико-аналитический контроль производства и т.п. Ионоселективные электроды

Для измерений необходимо составить гальванический элемент (ГЭ), состоящий из подходящего индикаторного электрода и электрода сравнения

Индикаторные электроды металлические и ионоселективные (мембранные) - это электроды I рода, обратимые по катиону

Ме - nē DМеⁿ⁺

φ = φ°+ ln a (Meⁿ⁺) или φ = φ°+ lg[Meⁿ⁺]

Электроды II рода состоят из металла, покрытого слоем его осадка

(соли, оксида, гидроксида) и погруженного в раствор, содержащий тот же анион, что и малорастворимое соединение. Это электроды, обратимы по аниону, например:

S + 2ē D S^2–

φ = φ°– ln a(an^n–) или φ = φ°– lg[S^2–]

Лабораторная работа № 26

Ионоселективное определение примесей различных ионов

В водных растворах

А) Определение хлорид-ионов

Ионометрический анализ водных растворов основан на измерении величины равновесного потенциала ионоселективного мембранного электрода, погруженного в раствор анализируемого иона. Потенциал измеряют относительно электрода сравнения, снабженного солевым мостиком, заполненного

1 М раствором нитрата калия, с помощью иономера.

При потенциометрических измерениях, проводимых для определения концентраций отдельных веществ метод прямой потенциометрии или методом потенциометрического титрования, монтируют ячейку, состоящую из индикаторного электрода и электрода сравнения. Как правило, она представляет собой обычный химический стакан. Раствор в ячейке перемешивают при помощи механической или магнитной мешалки.

Концентрацию анализируемого иона находят по калибровочному графику. График строят в координатах Е – (–lgC).

Оборудование и реактивы

Иономер.

Ионоселективный электрод на Сl^—-ион.

Электрод сравнения хлоридсеребряный.

Пипетки мерные на 10 мл.

Стаканы стеклянные на 100, 250 мл.

Бумага фильтровальная.

Хлорид калия.

Нитрат калия, 1 М раствор.

Описание определения

По точной навеске готовят серию стандартных растворов хлорида калия (10^-1 - 10^-5М) с постоянной ионной силой, создаваемой 1 М раствором нитрата калия. Снимают зависимость потенциала ионоселективного электрода от концентрации хлорида калия и строят калибровочный график. Измерения проводят в порядке возрастания концентрации. После каждого измерения электроды промывают дистиллированной водой и осушают фильтровальной бумагой.

Измеряют значения равновесных потенциалов анализируемых растворов. Определяют концентрацию хлорид - ионов в анализируемых растворах, пользуясь построенным калибровочным графиком.

Концентрацию хлорид - ионов (m) вычисляют в граммах по формуле

m(Cl^–) г = С(моль/л)∙М

Результаты измерений заносят в форму табл.15.1.

Таблицы 15.1