Потенциометрический метод анализа растворов

При погружении металлического электрода в раствор на его поверхности возникает потенциал, зависящий от активной концентрации ионов этого металла в растворе. Возникновение потенциала обусловлено переходом ионов металла в раствор. В состоянии равновесия поверхностный потенциал обеспечивает выравнивание скоростей анодного и катодного процессов, связанных с переходом ионов металла в раствор и из раствора в электрод. Измерение поверхностного потенциала электрода позволяет судить о концентрации соответствующих ионов в растворе.

Для равновесного поверхностного потенциала Е необходимо замкнуть электрическую цепь, вводя в раствор второй электрод, называемый вспомогательным или электродом сравнения. Потенциал этого электрода в процессе измерения должен оставаться постоянным.

Если вспомогательный электрод – платиновый водородный, который принят в качестве нормального, то равновесные потенциалы электродов являются измеренными по, так называемой, водородной шкале и считаются нормальными.

Активная концентрация ионов в растворах выражается в единицах десятичного логарифма

, (7.3)

где а - активная концентрация ионов водорода в растворе.

Аналогично: pNa = -lg a

Отсюда, измерительные приборы называются pH-метрами и pNa-метрами.

Чистая вода – нейтральное вещество, слабо диссоциирующее с образованием ионов водорода Н+ и гидроксила ОН.

При t°=22°С константа диссоциации воды

К = а а =10 ,

отсюда

а = а = = 10 ,

значит, pH = 7.

При растворении в воде кислот повышается концентрация ионов водорода Н , значит, рН снижается. При растворении в воде щелочей уменьшается а , отсюда, рН возрастает.

Таким образом, отклонение рН в водных растворах от 7 в ту или другую сторону характеризует меру их кислотных или щелочных свойств.

Для раствора аммиака: рН = 0¸ 32, 7.

Для муравьиной кислоты: рН = 0¸ 6, 13.