РН растворов

В лабораторной практике и в производстве при автоматическом контроле и регулировании кислотности растворов широко используется потенциометрический метод. При этом измеряют ЭДС электрохимической цепи, составленной из индикаторного электрода, потенциал которого зависит от рН раствора, и электрода сравнения.

В качестве электрода сравнения часто используется хлорсеребряный электрод , электродный потенциал которого обладает довольно большой устойчивостью и малой (известной) зависимостью от температуры. Уравнение электродной реакции:

; = 0, 222 В.

1.4.1.1. Определение рН с помощью водородного электрода

Электродный потенциал водородного электрода может быть найден как

.

Если поддерживать давление равным постоянной величине, например, единице, то потенциал водородного электрода является индикаторным по отношению к ионам гидроксония, то есть позволяет определять потенциометрически величину рН. (298 К)

.

Электрохимическая цепь для определения рН с водородным электродом может быть представлена схемой:

ЭДС этой цепи равна:

.

1.4.1.2. Определение рН с хингидронным электродом

Схема электрода C₆Н₄О₂· C₆Н₄ (ОН)₂, Н₃О⁺ | Рt

Электродная реакция:

;

= 0, 699 В

Уравнение Нернста для этого электрода:

,

где и − активности хинона и гидрохинона.

Поскольку и хинон и гидрохинон малорастворимы в воде, можно приравнять их активности концентрациям, а с учетом их эквимолекулярности, уравнение принимает вид:

.

Для определения рН раствора составляется следующая электрохимическая цепь:

ЭДС этой цепи равна:

Следовательно, рН можно рассчитать по уравнению:

. (24)

1.4.1.3. Измерение рН стеклянным электродом

Стеклянный электрод опускают в исследуемый раствор, рН которого требуется определить и измеряют потенциал этого электрода относительно какого-либо электрода сравнения. Общая схема цепи для определения рН при помощи стеклянного электрода следующая:

0, 1 моль/л

Более подробно о строении стеклянного электрода нужно читать в лекциях и учебниках.