Основы потенциометрического метода анализа

На кривой титрования находят ктт

Ст*(Vт)ктт

Сх = (Vт)пип

Достоинства по сравнению с визуальным титрованием:

1. Можно титровать окрашенные и мутные растворы;

2. Можно титровать более разбавленные растворы;

3. Можно одним реагентом последовательно оттитровать несколько веществ в смеси.

I I

V V

V₁ V₂ V₁ V₂

ОСНОВЫ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА АНАЛИЗА

Аналитическим сигналом является электродный потенциал. В основе расчётов лежит уравнение Нернста.

Электродное равновесие имеет вид:

Окисленная форма + nё = восстановленная форма

[окисл. ф.] [окисл. ф.]

Е = Е₀ +RT/nF * ln [восст. ф.] = Е₀ +0,059/n* ln [восст. ф.]

Е- равновесный стандартный потенциал;

Е₀ – стандартный потенциал данной редоксипары;

R=5,314Дж/мольК- универсальная газовая постоянная;

Т- абсолютная температура в растворе;

n- число электронов;

F- постоянная, число Фарадея(9648Кл/моль).

В уравнение Нернста не входят концентрации твёрдых веществ!

Например:

Аg⁺ + 1ё = Аg⁰ (тв.)

Е = Е₀ (Аg⁺/ Аg) + 0,059/1* ln [Аg⁺]

Зависимость аналитического сигнала от концентрации в потенциометрическом методе логарифмическая.

Изменить потенциал отдельного электрода невозможно. Пару электродов в потенциометрии называют индикаторный электрод и электрод сравнения. Практически измеряется разность потенциалов электродов индикаторного и электрода сравнения. Индикаторный электрод выбирают так, чтобы он был химически устойчив в растворе, а его потенциал зависит от концентрации орпредиляемого вещества. Электрод сравнения должен иметь постоянный потенциал, не зависящий от состава раствора.

Например: хлорсеребрянный электрод.

Раствор внутри электрода насыщенный

по отношению к хлориду калия и

хлориду серебра.

Аg⁺ + Cl^- = Аg Cl

ПР = [Аg⁺] [Cl^-]

Аg⁺ + 1ё = Аg⁰

Е = Е₀ (Аg⁺/ Аg) + 0,059/1* ln [Аg⁺] = Е = Е₀ (Аg⁺/ Аg) +

0,059/1* ln ПР Аg Cl/ [Cl^-]

Е₀ – стандартный потенциал хлорсеребрянного электрода;

ПР- произведение растворимости хлорида серебра;

[Cl^-] – концентрация хлора в насыщенном растворе хлорида калия (const).

Потенциал хлорсеребрянного электрода- постоянная величина, не зависит от состава раствора, в который погружают этот электрод.

РН-метр (иономер)

Индик.эл-д эл. сравнения

Существуют две разновидности потенциометрического метода анализа:

-прямое;

-потенциометрическое титрование.

В прямой потенциометрии концентрацию находят по градуировочному графику:

Е

LgCх

В потенциометрическом титровании разность потенциалов определяется в ходе титрования, при этом получается логарифмическая кривая титрования.

Практическое применение потенциометрического метода:

1. Данным методом определяют те вещества, для которых выпускаются индикаторные электроды:рН = -lg[Н⁺]

Для измерения рН используют стеклянный индикаторный электрод. Для потенциометрического определения рН электродную систему предварительно настраивают по буферным растворам с известным значением рН.

2. Нитрат ионы определяются нитратселективным электродом, методом прямой потенциометрии.

4. Определяют ионы:

Na, K, NH₄ , Rb , Аg⁺, Cu , Pb , Cd , NO₂ , SCN , Cl….