Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование - метод объемного анализа, в котором точка эквивалентности определяется по изменению в ходе титрования ЭДС гальванической цепи, включающей анализируемый раствор.

К порции анализируемого раствора, в который погружены электрод определения и электрод сравнения, постепенно приливают титрант из бюретки, постоянно измеряя ЭДС полученного гальванического элемента. В результате получают кривую потенциометрического титрования, т.е. зависимость ЭДС гальванического элемента от добавленного объема титранта. Она обычно имеет S-об-разный вид (рис.8а). Вблизи точки эквивалентности происходит скачкообразное изменение ЭДС, связанное с качественным изменением состава раствора в колбе для титрования. Более точно можно определить точку эквивалентности, дифференцируя кривую потенциометрического титрования (рис.8б,в,г).

E DE D²E DV

¾¾ ¾¾ ¾¾

DV DV² DE

т.э. DV т.э. DV т.э. DV т.э. DV

а) б) в) г)

Рис.8. Графическое определение точки эквивалентности:

а) кривая титрования; б) дифференциальная кривая по первой

производной; в) дифференциальная кривая по второй производной;

г) в системе координат DV/DE – V.

Потенциометрическое титрование применяют не только для аналитических целей, но и для определения констант диссоциации слабых электролитов и констант нестойкости комплексных соединений.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое электрод?

2. Как формируется двойной электрический слой: а) при погружении кадмиевой пластинки в раствор сульфата кадмия: б) при погружении серебряной пластинки в раствор нитрата серебра?

3.Что такое электродный потенциал, от чего зависит его величина? Напишите уравнение Нернста для реакции, протекающей на цинковой пластинке в растворе хлорида цинка.

4. Как можно измерить электродный потенциал?

5. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, сравните восстановительную способность железа и никеля, олова и меди, свинца и золота.

6. Какой электрод будет служить катодом при электролизе раствора сульфата меди? Какой электрод будет служить катодом, если погрузить медную и цинковую пластинки в раствор кислоты? Напишите уравнения реакций, протекающих на этих электродах.

7. Окислительно-восстановительный потенциал. Уравнение Нернста - Петерса. Сравните окислительную способность разбавленной и концентрированной азотной кислоты и восстановительную способность хлорид- и иодид-анионов.

8. ЭДС окислительно-восстановительной реакции. Условие самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции.

9. Напишите ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей на платиновом электроде, опущенном в подкисленный раствор дихромата калия и сульфита калия с концентрациями 1 моль/л. Рассчитайте окислительно-восстановительные потенциалы и ЭДС реакции при температуре 25°С. Возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции в указанных условиях?

10. Сравните условия образования, величину и стабильность диффузионного и мембранного потенциалов.

11. Электроды сравнения и электроды определения. Приведите примеры электродов сравнения. Могут ли эти электроды служить электродами определения?

12. Гальванический элемент. Приведите примеры биметаллического, окислительно-восстановительного, изометаллического концентрационного и газового концентрационного элементов. Изобразите их схемы.

13. Прямая потенциометрия. Сущность, область применения, достоинства и недостатки метода.

14. Как можно использовать прямую потенциометрию для измерения рН растворов?

15. Потенциометрическое титрование. Сущность, область применения, достоинства и недостатки метода.

16. Коррозия металлов. Химическая и электрохимическая коррозия.

17. Способы защиты металлов и сплавов от коррозии.

18. Проблемы коррозионной стойкости при протезировании.