Ионообменные электроды. Стеклянный электрод.

К ионообменным относят такие электроды, которые состоят из двух фаз: ионита и раствора, а потенциал на границе раздела фаз возникает за счет ионообмен­ного процесса, в результате которого поверх­ности ионита и раствора приобретают элек­трические заряды противоположного знака. Иониты обладают повышенной избиратель­ной способностью по отношению к определен­ному виду ионов, находящихся в растворе, поэтому электроды называют также ионоселективными. Известны ионоселективные элек­троды, обратимые относительно ионов нат­рия, калия, кальция и др.

Стеклянный электрод (рис.5) Аg | АgСl | НС1 (с = 0,1моль/л) | стекло | Н ⁺ является важнейшим представителем группы ионообменных (ионоселективных) электродов. Он представляет собой тонкостенный шарик из специального сорта токопроводящего стек­ла, наполненный раствором НС1 концентра­ции 0,1 моль/л. В раствор НС1 погружен вспомогательный хлорсеребряный электрод, который служит внешним выводом к одному из полюсов прибора для измерения потенциала. Стеклянный электрод помещают в исследуемый раствор с неизвестной концентрацией определяемых ионов, в который по­мещают также электрод сравнения (хлорсеребряный или каломель­ный). Электрод сравнения присоединяют к другому полюсу. Таким образом, гальванический элемент, в котором один из электродов стеклянный, включает два электрода сравнения (внутренний и внешний).

Рис.5 Стеклянный электрод.

1 – внутренний электрод, 2 – внутренний раствор- 0,1М раствор HCl 3 – стеклянная мембрана,

4 – сосуд с исследуемым раствором.

Потенциал стеклянного электрода:

Преимущества стеклянного электрода заключаются в том, что при измерении рН растворов не вводятся посторонние вещества (водород или хингидрон), потенциал не зависит от присутствия окислителей или восстановителей, равновесный потенциал устанав­ливается быстро, электрод не отравляется и пригоден для исследо­вания мутных и окрашенных растворов.

По принципу применения электроды делят на индикаторные и электроды сравнения. Индикаторными называют электроды, по­тенциал которых однозначно меняется с изменением концентрации определяемых ионов (например, электроды Ag° |Аg⁺; Сu⁰ | Сu²⁺; Zn° | Zn²⁺; (Рt)Н₂ | Н⁺; Рt | X, Н₂Х, Н⁺ и др.). Индикаторный электрод должен быть обратимым по отношению к определяемым ионам. Электродами срав­нения называют такие электроды, потенциал которых известен, точно воспроизводим и не зависит от концентрации определяемых ионов, т. е. остается постоянным во время измерений. К электродам сравнения относят стандартный водородный электрод, хлорсеребряный и каломельный электроды. Применяемые на практике электроды сравнения должны быть легки в эксплуатации.