Ионометрические анализаторы.

Принцип действия основан на измерении потенциала электрода, помещенного в раствор электролита. Используются для регулирования концентрации различных ионов (водорода, натрия, калия, хлора, кислорода), для измерения активности катионов в единицах pH.

Рассмотрим металлический электрод, помещенный в раствор, содержащий катионы: с поверхности электрода катионы металла переходят в раствор, но электрод имеет заряд «–», т.е. этот процесс происходит до состояния насыщения у поверхности электрода. Образуется двойной слой из определенных ионов и противоионов. На электроде происходит скачок потенциала, но он зависит от концентрации ионов, уже содержавшихся в растворе.

Работа изменения концентрации раствора вблизи поверхности электрода определяется:

R – универсальная газовая постоянная

T – температура

Т.к. каждый ион несет заряд, то А может быть выражена:

- равновесный скачок потенциала

Z – валентность

F – число Фарадея

Приравняв правые части, полуим:

При н.у. первое слагаемое постоянно и для водородного электрода = 0 – стандартный потенциал электрода. Тогда:

- уравнение Мернста.

В ионометрии используются электроды первого и второго рода.

Электроды первого рода.

Образованы металлом и его катионами, находящимися в растворе, т.е. этот электрод обратим относительно катионов. Используются в качестве измерительных.

Электроды второго рода.

Образованы металлом, его малорастворимой солью и анионами этой соли, находящимися в растворе. Потенциал в них зависит и от катионов и от анионов. Используются в качестве сравнительных.

Рассмотрим диссоциацию воды:

- ионное произведение воды

При н.у. для воды

- характеризует кислотные свойства раствора

- характеризует щелочные свойства раствора

Если рН = 7 – нейтральная среда

рН < 7 – кислотная среда

рН > 7 – щелочная среда