ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 641
Скачиваний: 1
36
П р ям а я
пот енциом ет р ия
(
ио ном ет р ия
)
Пр и
потенци ометр и чески х
и змер ени ях
в
электр охи ми ческой
ячейке
и спользую т
д ва
электр од а
:
индика т ор ны й
элект р од
,
потенци ал
котор ого
зави си т
от
концентр аци и
опр ед еляемого
вещества
в
анали зи р уемом
р аствор е
,
и
элект р од
ср а внения
,
потенци ал
котор ого
в
услови ях
пр овед ени я
анали за
остается
постоянны м
.
И ногд а
пр и меняю т
и
тр ехэлектр од ны е
ячейки
.
В
качестве
и нд и катор ны х
электр од ов
в
и онометр и и
и спользую т
–
мембр анны е
(
и онселекти вны е
)
электр од ы
–
электр од ы
,
обр ати мы е
по
тем
и ли
и ны м
и онам
(
кати онам
и ли
ани онам
),
сор би р уемы м
твер д ой
и ли
ж и д кой
мембр аной
.
В аж нейш ей
составной
частью
эти х
электр од ов
является
полупр о ница ем а я
м ем бр а на
–
тонкая
пленка
,
отд еляю щая
внутр енню ю
часть
электр од а
(
внутр енни й
р аствор
)
от
анали зи р уемого
и
облад аю щая
способностью
пр опускать
пр еи мущественно
и оны
только
од ного
ви д а
.
В
зави си мости
от
пр и р од ы
мембр аны
р азли чаю т
след ую щи е
ти пы
и онселекти вны х
мембр анны х
электр од ов
:
Пе р в ичны е
ионсе ле кт ив ны е
эле кт р оды
:
q
электр од ы
со
стеклянной
мембр аной
;
q
кри сталли чески е
(
твер д оф азны е
)
мембр анны е
электр од ы
;
q
электр од ы
с
ж и д кой
мембр аной
•
ж и д ки е
и онообменны е
мембр анны е
электр од ы
;
•
электр од ы
с
ж и д кой
мембр аной
с
нейтр альны ми
носи телями
.
С лож ны е
или
м ногом е м бр а нны е
ионсе ле кт ив ны е
эле кт р оды
:
q
газочувстви тельны е
электр од ы
;
q
ф ер ментны е
электр од ы
.
И онсе ле кт ив ны е
поле в ы е
т р а нзист ор ы
(
И С ПТ
) :
Э ти
ти пы
электр од ов
—
ги бр и д ы
и онселекти вны х
электр од ов
и
полевы х
тр анзи стор ов
и з
окси д ов
металлов
М И СПТ
.
В
И СПТ
металли чески й
затвор
М И СПТ
заменен
и ли
контакти р ует
с
твер д ой
и ли
ж и д кой
и онселекти вной
мембр аной
.
О ткли ком
таки х
ми ни атю р ны х
д атчи ков
является
си ла
тока
.
И онселекти вны е
электр од ы
р азли чны х
ти пов
показаны
на
р ис
. 1 0
.
С т еклянны е
элект р оды
Стеклянны й
электр од
д ля
и змер ени я
р Н
–
пер вы й
и онселекти вны й
электр од
,
и звестен
с
начала
д вад цатого
века
.
Е го
ш и р око
и спользую т
д ля
и змер ени я
р Н
в
лабор атор и ях
и
в
мони тор и нге
окр уж аю щей
ср ед ы
.
Стеклянны й
электр од
состои т
и з
стеклянной
мембр аны
опр ед еленного
состава
и
внутр еннего
электр од а
ср авнени я
,
погр уж енного
в
буф ер ны й
р аствор
,
сод ер ж ащи й
Cl
–
– и оны
(
Рис
. 1 0
а
).
37
Рис
. 1 0 .
К онстр укци и
р азли чны х
и онселекти вны х
электр од ов
а
–
стеклянны й
электр од
;
б
–
электр од
с
кри сталли ческой
мембр аной
;
в
–
твер д отельны й
электр од
с
кри сталли ческой
мембр аной
1
–
Стеклянная
мембр ана
; 2
–
В нутр енни й
вод ны й
р аствор
(
буф ер
с
р Н
7 + Cl
–
и
KCl); 3
–
Ag/AgCl
электр од
ср авнени я
; 4
–
И онселекти вная
мембр ана
;
5
–
Т вер д оф азны й
контакт
; 6
–
К ор пус
электр од а
(
пласти к
,
стекло
)
При
работе
со
стеклянным
электродом
нельзя
вытирать
стеклянный
шарик
,
так
как
это
может
разрушить
гелевую
поверхность
электрода
!
Запрещается
царапать
поверхность
стеклянного
электрода
острыми
предметами
,
т
.
к
.
толщина
стеклянного
шарика
составляет
десятые
доли
миллиметра
и
это
выведет
из
строя
чувствительный
элемент
!
К р ист а ллические
(
т вер до ф а зны е
)
элект р оды
Ч увстви тельны й
элемент
(
матер и ал
мембр аны
)
кри сталли ческого
(
твер д оф азного
)
и онселекти вного
электр од а
состои т
и з
и он
-
пр овод ящей
,
умер енно
р аствор и мой
в
и оногенном
р аствор и теле
(
вод а
)
соли
,
такой
,
как
LaF
3
, AgCl, Ag
2
S
и
д р
.
М ембр ана
мож ет
бы ть
гомогенной
и ли
гетер огенной
.
Гомогенны е
мембр аны
и зготавли ваю т
и з
пласти нки
монокри сталла
и ли
спр ессованной
таблетки
соответствую щей
соли
.
В
гетер огенны х
мембр анах
электр од ноакти вное
вещество
вклю чено
в
и нер тную
матр и цу
,
напр и мер
,
в
си ли коновую
смолу
.
Схемы
р азли чны х
и онселекти вны х
электр од ов
с
кри сталли ческой
мембр аной
пр ед ставлены
на
р и сунке
10
б
и
в
.
38
Э лект р оды
с
жидко й
м ем бр а но й
Ж и д ки е
мембр аны
пр ед ставляю т
собой
тр ех
-
и ли
четы р ехкомпонентны е
мембр аны
с
полож и тельно
и ли
отр и цательно
зар яж енны ми
и ли
нейтр альны ми
под ви ж ны ми
носи телями
(
пер еносчи ками
)
и онов
.
Под ви ж ны е
носи тели
—
соед и нени я
со
способны ми
связы вать
и оны
центр ами
,
как
пр ави ло
,
внед р енны е
в
пласти ф и ци р ованны е
поли ви ни лхлор и д ны е
матр и цы
.
Ср ед и
зар яж енны х
пер еносчи ков
наи больш и й
и нтер ес
пр ед ставляю т
ж и д ки е
и онообменни ки
,
и спользуемы е
в
электр од ах
д ля
опр ед елени я
акти вности
и онов
ни тр ата
и
кальци я
.
А кти вны м
компонентом
мембр аны
NO
3
–
–
селекти вного
электр од а
является
р аствор
ни тр ата
тр и с
(4,7-
д и ф ени л
-1,10-
ф енантр оли ната
)Ni
2 +
в
n-
ни тр оци моле
,
а
д ля
кальци евого
и он
-
селекти вного
электр од а
и онообменни ком
служ и т
д од еци лф осф ат
кальци я
,
р аствор енны й
в
д и окти лф ени лф осф ате
.
В
качестве
электр од ов
ср авнени я
в
и онометр и и
и спользую т
–
хлор и д
-
сер ебр яны й
и
каломельны й
электр од ы
(
Рис
. 11
а
и
б
)
Рис
. 1 1 .
Э лектр од ы
ср авнени я
а
–
хлор и д сер ебр яны й
электр од
;
б
–
каломельны й
электр од
.
1
–
Ж и д костное
соед и нени е
(
пор и стая
кер ами ческая
пр обка
);
2
–
3.8
М
р аствор
KCl,
нас
. AgCl;
3
–
Сер ебр яная
пр оволока
;
4
–
3.8
М
р аствор
KCl;
5
–
Гер мети чная
пр обка
;
6
–
Пр обка
и з
хлопка
,
пр опи танная
3.8
М
р аствор ом
KCl;
7
–
Паста
и з
Hg
и
Hg
2
Cl
2
;
8
–
Ртуть
;
9
–
Плати новая
пр оволока
.
Х лор идсер ебр яны й
элект р од
Х лор и д сер ебр яны й
электр од
(
Рис
.11
а
)
состои т
и з
сер ебр яной
пр оволоки
,
покры той
слоем
хлор и д а
сер ебр а
метод ом
электр оли за
и
погр уж енной
в
р аствор
К С
1
с
и звестной
концентр аци ей
,
чаще
всего
насы щенны й
(3.8
М
,
и ногд а
1.0
и ли
0.1
М
).
39
К а лом ель ны й
элект р од
К аломельны й
электр од
(
Рис
.11
б
)
состои т
и з
плати новой
пр оволоки
,
погр уж енной
в
пасту
и з
р тути
и
хлор и д а
р тути
(I)
в
стеклянной
тр убке
.
В нутр енни м
р аствор ом
служ и т
р аствор
хлор и д а
кали я
и звестной
концентр аци и
,
насы щенны й
хлор и д ом
р тути
(I).
Н аи более
часто
и спользую т
каломельны й
электр од
с
насы щенны м
р аствор ом
К С
1 (3.8
М
пр и
25
° С
).
П ра вила
ра боты
с
прибора ми
В
потенци ометр и ческом
анали зе
основны ми
и змер и тельны ми
пр и бор ами
являю тся
потенци ометр ы
.
О ни
пр ед назначены
д ля
и змер ени я
Э Д С
электр од ной
си стемы
.
Т ак
как
Э Д С
зави си т
от
акти вности
соответствую щи х
и онов
в
р аствор е
,
больш и нство
потенци ометр ов
позволяю т
непоср ед ственно
и змер ять
такж е
вели чи ну
р Х
-
отр и цательны й
логар и ф м
акти вности
и она
X.
Т аки е
потенци ометр ы
в
комплекте
с
и онселекти вны м
электр од ом
назы ваю тся
ионом ер а м и
.
Е сли
потенци ометр
и
электр од ная
си стема
пр ед назначены
д ля
и змер ени я
акти вности
только
вод ор од ны х
и онов
,
пр и бор
назы вается
р Н
-
м ет р ом
.
Ионом ер
универ са ль ны й
Э В
- 7 4
И ономер
Э В
-74
в
комплекте
с
и онселекти вны ми
электр од ами
пр ед назначен
д ля
опр ед елени я
акти вности
од но
-
и
д вухзар яд ны х
ани онов
и
кати онов
(
вели чины
р Х
)
в
вод ны х
р аствор ах
,
а
такж е
д ля
и змер ени я
оки сли тельно
-
восстанови тельны х
потенци алов
в
эти х
ж е
р аствор ах
.
Пр ед елы
и змер ени я
вели чи ны
р Х
от
–
1
д о
+19
р Х
с
д и апазонами
–
1...4
р Х
, 4...9
р Х
, 9...14
р Х
,
14...19
р Х
и
с
ш и р оки м
д и апазоном
от
–
1
д о
19
р Х
.
Д опускаемая
погр еш ность
и змер ени я
составляет
(0.04
–
0.08)
р Х
на
узки х
д и апазонах
(5
р Х
)
и
0.40
р Х
на
ш и р оком
д и апазоне
(20
р Х
).
Погр еш ность
пр и
и змер ени и
р Н
по
буф ер ны м
р аствор ам
составляет
±
0.05
р Н
.
О бщи й
ви д
пр и бор а
пр ед ставлен
на
р и сунке
12.
Н а
ли цевой
панели
р асполагаю тся
кнопки
опер ати вного
упр авлени я
и
ш кала
1.
Ручки
настр ойки
и
р егули р овки
р асполож ены
под
ли цевой
панелью
. 3
–
«р Н »
, 4
–
«кали бр овка»
,
«кр ути зна»
и
5
–
«Н И »
служ ат
д ля
настр ойки
пр и бор а
на
д анную
электр од ную
си стему
.
К нопка
10
–
«А ни оны
/
К ати оны »
позволяет
и змер ять
ли бо
акти вности
ани онов
и ли
полож и тельны е
потенци алы
(
в
от ж а т ом
сост оя нии
),
ли бо
акти вности
кати онов
,
и ли
отр и цательны е
потенци алы
(
в
на ж а т ом
сост оя нии
).
К нопка
9
–
«Х
'
/
Х
"
»
служ и т
д ля
и змер ени я
акти вности
од новалентны х
(
в
от ж а т ом
полож е нии
)
и ли
д вухвалентны х
и онов
(
в
на ж а т ом
полож е нии
).
К нопки
7
–
«р Х »
и
8
–
«
mV
»
позволяю т
вклю чи ть
пр и бор
в
р еж и м
и ономер а
и ли
ми лли вольтметр а
соответственно
.
К нопка
6
–
«
t
o
»
вместе
с
р учкой
2
«темпер атур а»
служ и т
д ля
установки
темпер атур ы
р аствор а
(
пр и
отсутстви и
автомати ческого
тер мокомпенсатор а
).
Схема
ячейки
пр ед ставлена
на
р и сунке
13.
40
Рис
. 1 2 .
В неш ни й
ви д
и ономер а
Э В
-74
Н а
пер ед ней
панели
такж е
наход ятся
пять
кнопок
(11)
пер еклю чени я
д и апазонов
.
Н азначени е
клави ш ны х
кнопок
на
пер ед ней
панели
обозначено
соответствую щи ми
над пи сями
.
Рис
. 1 3 .
Э лектр охи ми ческая
ячейка
1
–
Ш тати в
; 2
–
К р онш тейн
(
мож ет
повор ачиваться
вокр уг
вер ти кальной
оси
);
3
–
Столи к
; 4
–
Стакан
; 5
–
Д ер ж атель
;
6
–
Э лектр од
ср авнени я
;
7
–
И нд и катор ны й
электр од
.
В
д ер ж ателе
5
мож ет
бы ть
такж е
ли бо
тер мометр
8
ли бо
д атчи к
тер мокомпенсатор а
9.
П одгот овка
пр ибор а
к
р а бот е
1 .
Пр овер яю т
заземлени е
пр и бор а
.
2 .
В клю чаю т
пр и бор
в
сеть
220
В
с
помощью
сетевого
ш нур а
.
3.
Н аж и маю т
кнопку
6
«
t
о
»
и
клави ш у
панели
11,
отвечаю щую
за
д и апазон
«
1
–
19
»
.
4.
В клю чаю т
пр и бор
тумблер ом
12
в
сеть
и
пр огр еваю т
в
течени е
30
ми н
(
пр и
этом
загор ается
и нд и катор ная
лампа
13).
5.
Пр и
р учной
тер мокомпенсаци и
устанавли ваю т
темпер атур у
р аствор а
наж ати ем
лю бой
клави ш и
панели
11 (
кроме
д и апазона
«
1
–
19
»
),
затем
клави ш и
6
«
t
о
»
и
р учкой
2
«темпер атур а
р аствор а»
устанавли ваю т
стр елку
пр и бор а
на
ш кале
1
на
значени е
,
соответствую щее
темпер атур е
р аствор а
.