Модуль 5. Физико-химические методы анализа.

Кондуктометрическое титрование. Определение ТЭ графическим путем. Кривые титрования одиночного вещества и смеси веществ.

       Кондуктометрическое титрование -  это титриметрический метод анализа, в котором ТЭ определяется по резкому изменению электрической проводимости.

       Точный объем исследуемого раствора Х помещают в э/х ячейку. Из бюретки равными порциями добавляют титрантR. После каждого добавления измеряют проводимость, например, УЭП, мСм/см.

 

2. Классификация и строение электродов, расчет электродного потенциала на примерах: а) металлический электрод; б) водородный электрод; в) хлорсеребряный электрод; г) каломельный электрод; д) нитратный-cелективный электрод; е) фторидный- cелективный электрод; ж) стеклянный электрод; з) платиновый электрод.

       1. Электроды 1 рода – это металлические и газовые электроды, обратимые относительно собственных ионов.

       1.1. Серебряный электрод: Серебряная проволка (пластинка), погруженная в раствор соли серебра.

Ag°|Ag⁺

Ag⁺ + e ↔ Ag°

E_Ag+/Ag° = E°_Ag+/Ag° + lg[Ag⁺]

1.2. Медный электрод: медная проволка(пластинка), погруженная в раствор соли меди (2).

Cu°|Cu²⁺

Cu²⁺ + 2e ↔ Cu°

E_Cu2+/Cu° = E°_Cu2+/Cu° + lg[Cu²⁺]

       1.3. Цинковый электрод: цинковая пластинка, погруженная в раствор соли цинка.

Zn°|Zn²⁺

Zn²⁺ + 2e ↔ Zn°

1.4. А) Стандартный водородный электрод:

Pt, H₂|H⁺

2H⁺ + 2e ↔ H₂°

Платиновая пластинка, окруженная атмосферой из газообразного Н₂(р=1 атм.), погруженная в 1М раствор HCl.

E_2H+/H2 = E°_2H+/H2 = 0B

       Назначение: электрод сравнения для определения потенциала любого другого электрода или потенциала любой окислительно-восстановительной системы.

       Б) рН-селективный водородный электрод:

Pt, H₂|H⁺

2H⁺ + 2e ↔ H₂°

Платиновая пластинка, окруженная атмосферой из газообразного Н₂(р=1 атм.), погруженная в раствор с неизвестным рН.

E_2H+/H2 = E°_2H+/H2 + lg[H⁺]² = - 0,059 * pH

Назначение: индикаторный электрод для измерения рН. На практике используется редко: сложно поддержать р(Н₂)=1 атм.

 

2. Электроды 2 рода – малоактивный металл, покрытый осадком этого металла, погруженный в раствор соли с одноименным анионом.

2.1. Хлорсеребряный электрод (х.с.э.) – серебряная проволка, покрытая твердым AgCl, погруженная в раствор KClизвестной концентрации:

Ag, AgCl|KClизв. конц

AgCl + e ↔ Ag° + Cl^-

E_AgCl/Ag = E°_AgCl/Ag° + lg

Назначение: Самый распространенный электрод сравнения для измерения рН или ЭДС_ГЭ, потенциала ОВ-систем.

       + Студентоустойчив

 

Каломельный электрод

3. Ион-селективные электроды (ИСЭ) – основаны на возникновении мембранного потенциала.

В нижней части электрода имеется полупроницаемая мембрана – проницаема только для ионов определенного вида.

Е _{электрода} = f (a_иона), например, H⁺, NO₃^-, F^-, Ca²⁺

Нитратный-селективный электрод

               

Фторидный-селективный электрод

Стеклянный электрод

Назначение стеклянного электрода: индикаторный электрод для измерения рН.

Минусы: очень хрупкий, достаточно микротрещины на мембране, электрод не подлежит восстановлению.

 

4. Платиновый электрод (окислительно-восстановительный электрод) – погруженный в любую ОВ-систему.