PH-метры. Рабочий (стеклянный) и вспомогательный электроды. Изопотенциальная точка. Градуировочная характеристика рН-метра.

Наиболее точным методом определения pH воды является использование электронных приборов — pH-метров.

На рис. 7 показана принципиальная схема измерения.

В стакан с исследуемым раствором (1) погружают два электрода, входящие в комплект рН-метра: стеклянный электрод (2) и электрод сравнения (3). Электроды соединены с pH-метром (4): электрический сигнал с них поступает в прибор.

Между стеклянным электродом и электродом сравнения возникает разность потенциалов E, которая связана со значением водородного показателя.

pH-метр построен по принципу вольтметра с высоким входным сопротивлением: он измеряет значение разности потенциалов Е. Шкала прибора отградуирована в единицах pH.

Стеклянный электрод

Стеклянный электрод — это обычно стеклянный шарик с толщиной стенок 0, 06-0, 1 мм., наполненный раствором кислоты или соли, в который для контакта погружена платиновая проволочка.

Стекло рассматривается как твердый электролит, способный вступать в ионное взаимодействие с раствором. Если тонкий слой такого стекла поместить между двумя растворами с различными концентрациями ионов Н+, эти ионы будут диффундировать сквозь стекло из раствора с высокой концентрацией ионов водорода в раствор с низкой концентрацией. Поверхность стекла такого шарика в растворе приобретает потенциал, величина которого зависит от концентрации водородных ионов в растворе. Поэтому стеклянные электроды используются для измерения рН.

Электрод сравнения (вспомогательный электрод)

Определимся с основной задачей электрода сравнения – это создание стабильного опорного потенциала. Собственно говоря, электрод сравнения конструктивно – это ионоселективный электрод, погруженный в электролит постоянного состава.

Традиционно используются хлорсеребряные электроды сравнения и приборы калибруются для использования этих электродов.

Изопотенциальная точка и градуировочная характеристика

Следует помнить, что электродная функция зависит от температуры.

Сх - концентрация ионов Х;

pXi= - lg (Cx) - в изопотенциальной точке;

Ei - потенциал электрода в изопотенциальной точке.

С увеличением температуры увеличивается наклон (крутизна St) электродной характеристики.

Концентрация анализируемых ионов, при которой потенциал электрода не зависит от температуры, называется изопотенциальной точкой. Значения концентрации раствора и потенциала электрода в этой точке называют координатами изопотенциальной точки (pXi и Ei).

Для стеклянных электродов (pH и pNa) координаты изопотенциальной точки нормируется (указывается изготовителем)

Для определения значений координат ИПТ необходимо построить градуировочные графики электродной системы при двух значениях температуры 25(20) + 0,2°С и 40 + 0,2°С стандартных растворов.