Garvanik elamenlar elektr yurutuvchi kuchni kompanetlar aktivligiga bog’liqligi Reja: I. Kirish II. Asosiy qism

Potentsiometriya. pH ni potensiometrik aniqlash

Vodorod ionlari kо`pgina kimyoviy va biokimyoviy jarayonlarga ta`sir kо`rsatadi. Shu sababli laboratoriya va ishlab chiqarish sharoitidagi izlanishlarda vodorod ionlarining kontsentratsiyasini aniq о`lchash va bu qiymatning miqdorini boshqarib borish muhim ahamiyatga ega. Eritmadagi vodorod ionlari kontsentratsiyasini ifodalashning qulay usuli vodorod kо`rsatkichi pH ni aniqlashdir [26-28]. Eritmadagi vodorod ionlari kontsentratsiyasining manfiy ishorali logarifmi – pH dir:

(50)

Aslida tajribada vodorod ionlari kontsentratsiyasi emas, balki ularning aktivligi ( ) topiladi. SHu sababli (51) holida yoziladi. Biroq, amaliyotda suyultirilgan eritmalar bilan ishlanganda vodorod ionlarining aktivligi va kontsentratsiyasi orasidagi farq e`tiborga olinmaydi.

p H - ni aniqlashda kalorimetrik va potentsiometrik usullardan foydalaniladi. pH ni potentsiometrik usulda о`lchash ancha aniq usul hisoblanadi(17-rasm).

18-rasm. Kalomel va vodorod elektrodlaridan tashkil topgan galvaniq zanjir.

pH ni potentsiometrik usulda aniqlashda elektrod potentsiali ma`lum bо`lgan taqqoslash elektrodi va potentsiali vodorod ionlari kontsentratsiyasiga bog``liq bо`lgan elektroddan tashkil topgan elementning EYUK о`lchanadi. Potentsiali ma`lum bо`lgan elektrod sifatida kо`pincha kalomel yoki xlor-kumush elektrodi ishlatiladi. Tekshiriluvchi elektrod sifatida esa vodorod, xingidron, shisha va surma elektrodlaridagi birontasi qо`llaniladi. Vodorod elektrodi bilan ishlanganda kalomel va vodorod elektrodlaridan tashkil topgan galvaniq zanjir yig`iladi

Расм - 9

(53)

Kompensatsion usulda bu zanjirning EYUK aniqlanadi. Ma`lumki vodorod- kalomel zanjirining EYUK:

bо`lgani uchun

Tо`yingan kalomel elektrodining berilgan temperaturadagi potentsiali jadvaldan olinadi. n va kal qiymatlarini о`rniga qо`ysak:

bо`lgani uchun

(54)

bundan

(55)

Shunday qilib, vodorod-kalomel zanjirning EYUK ni aniqlab, formula (55) orqali eritma pH qiymati topiladi. Eritmaning pH qiymatini xingidron elektrodi yordamida ham aniqlash mumkin.

Xingidron elektrodi: – xingidron kukuni solib eritilgan va tо`yingan tekshiriluvchi eritmaga tushirilgan silliq platina elektrodidir (19-rasm).

19-rasm. Xingidron elektrodi. Xingidron elektrodi

Xingidron, bu – ekvimolekulyar nisbatda olingan xinon va gidroxinon aralashmasidir. Xingidron elektrodi qaytar oksidlanish-qaytarilish (redoks) sistemasidir.

	(56)
Xinon Gidroxinon

Xingidron elektrodining potentsiali ushbu tenglama bilan ifodalanadi:

Reaktsiya (56) dagi muvozanat boshqa oksidlanish-qaytarilish sistemalari bor bо`lgan sharoitda buzilmaydi deb inobatga olsak, nisbati doimiy va birga teng deb qabul qilsak bо`ladi.

U holda Xingidron elektrodi indiqator elektrodi sifatida gacha ta`sir kо`rsata oladi. Bunday elektrod oddiygina tayyorlanadi: yaltiroq platina simi yoki plastinkasi tekshiriluvchi eritmaga tushiriladi. Uni taqqoslash elektrodi bilan birga oddiygina potentsiometrik sxemada qо`llash mumkin. Elektrodda muvozanat bir zumda vujudga keladi. U mikroanalizda qо`llanishi mumkin. Biroq bu elektrod faqat pHning qiymati 8 gacha bо`lsa ishlaydi; bо`lganda nisbatidagi doimiylik buziladi; bо`lganda, hatto atmosfera kislorodi ham muhitni aniqlashga xalaqit qiladi. Xingidron elektrodi yordamida pH aniqlanganda kompensatsion usulda xingidron-kalomel zanjirining EYUK о`lchanadi:

(57)

formula (57) ni nazarda tutib, tenglamani ushbu kо`rinishda yozish mumkin.

	(58)
	(59)
	(60)

Berilgan temperatura uchun farq jadvaldan olinadi.

Ko’pgina oziq-ovqat mahsulotlarining texnologiyalari asosida fermentativ jarayonlar yotadi. Ko’rsatib o’tilganidek har bir ferment vodorod ionlarining ma’lum bir aniq qiymatlarida, ya’ni muhit pHning aniq qiymatlarida aktivlik namoyon qiladi. Vodorod ko’rsatkichi optimal qiymatidan chetlashishi bilanoq berilgan fermentning aktivligi keskin kamayadi va u ishtirok etadigan biologik jarayon sekinlashadi, hatto butunlay to’xtab qoladi. Shuning uchun turli fermentativ jarayonlarda pHni bilish muximdir.

Amalda eritmalarning pHini potensiometrik usulda aniqlash keng tarqalgan. Bu usul asosini ba’zi bir elektrodlar potensialining vodorod ionlariga bog`’lanishi tashkil etadi.

Potensiali qandaydir ionning aktivligiga bog`’liq bo’lgan elektrodlar indiqator elektrodlar deyiladi. Muhitning pHni aniqlashda vodorod elektrod indiqator elektrod vazifasini bajaradi. Shuningdek, shisha elektrod ham ko’p qo’llaniladi. Galvaniq zanjirning ikkinchi elektrodi bo’lib, odatda qandaydir standart elektrod xizmat qiladi. masalan, potensiallari ma’lum bo’lgan kalomel yoki kumush xlorid elektrodlari. Agar pH ni aniqlash uchun vodorod yoki kalomel elektrod olingan bo’lsa, u holda bunday elementning kompensatsion usulda aniqlangan EYuKi quyidagiga teng:

E=E_k – E_n2 yoki E=E_k –0,059 lg a_H⁺ (61)

Bundan pH= - lg a_H+=(E-E_k)/0,059. (62)

pH indiqator elektrod sifatida vodorod elektroddan foydalanish ancha qiyin. Bunda vodorod juda toza bo’lishi hatto ozgina miqdorda kislorod izlari ham bo’lmasligi kerak. Eritmada yuqori adsorbilash platina sirtini zaharlash qobiliyatiga ega bo’lgan moddalar bo’lmasligi kerak. Bunday moddalar jumlasiga oltingugurt va surma birikmalari, oqsillar, kuchli oksidlovchi va qaytaruvchilar kiradi. Bo`larning hammasi pHni potensiometrik usulda aniqlash uchun vodorod elektroddan foydalanish imkoniyatini chegaralab qo’yadi.

So’nggi vaqtlarda standart elektrod sifatida oson tayyorlanadigan va ishlatish uchun qulay bo’lgan, shuningdek, o’z potensialini uzoq vaqt o’zgartirmaydigan shisha elektrod (21-rasm) qo’llaniladi.

Shisha elektrod ichi havol shisha shardan (yoki probirkadan) iborat. Shisha elektrodning Om qarshiligini kamaytirish uchun uning devorlari juda yupqa qilib tayyorlanadi (hozir bu elektrodlar shishaning maxsus xillaridan tayyorlanadi).

Bunday shisha shar ichiga elektr o’tkazuvchi eritma, masalan, HCI ning 0,1n eritmasi quyiladi va bu eritmaga (shar ichiga) platina sim yoki kumush xlorid bilan qoplangan kumush sim tushiriladi. Shundan so’ng shisha elektrod ishlash uchun tayyor holatga keladi (22-rasm).

Vodorod ko’rsatkichi o’lchanishi kerak bo’lgan eritmaga shisha elektrod tushirilib, kalomel elektrod tutashtiriladi va shu yo’l bilan galvaniq element tuziladi. Natijada quyidagi elektrokimyoviy zanjir hosil bo’ladi:

Sharsimon shisha elektrod (20-rasm) devorlarining elektr o’tkazuvchanligi juda kichik, qarshiligi esa juda katta. Shu sababli zanjirning EYuKlarini o’lchash uchun maxsus elektron qurilmalar- pHmetrlar qo’llaniladi. Zanjirning EYuKni tajribada o’lchab va kalomel elektrod potensialini bilgan holda, shisha elektrod potensialini aniqlash mumkin.

Shisha elektrod potensialining tekshirilayotgan eritmadagi vodorod ionlari aktivligiga bog`’lanishi quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:

₍₆₃₎

bunda K-o’zgarmas kattalik bo’lib, u elektrod shari tayyorlangan shisha xiliga va kumush xlorid elektrodning potensialiga bog`’liq.

Ishni boshlashdan avval, shisha elektrod kalibrovka qilinishi, ya’ni uning potensialini pH ga bog`’lanish grafigi chizilishi kerak.

Bu shuning uchun talab etiladiki, (63) tenglamadagi K o’zgarmas kattalikning qiymati aniq va bu tenglamadan Ye_st ning qiymati bo’yicha pHni bevosita aniqlash mumkin emas. Kalibrobrovkaning mohiyati shundan iboratki, pHining qiymatlari aniq bo’lgan bufer eritmalarining potensiallini (yoki elementning EYUKi o’lchanadi) va o’lchash natijalari asosida kalibrovka egri chizig’i chiziladi (22-rasm).

Odatda pHning 0 dan 10 gacha bo’lgan sohalarida bu bog`’lanish chiziqli va faqatgina pHning katta qiymatlarida bu bog`’lanish to’g’ri chiziqdan og’adi. So’ngra shisha elektrodning tekshirilayotgan eritmadagi potensiali aniqlanib, kalibrovka egri chizig’i bo’yicha eritmaning pH qiymati aniqlanadi.

Shisha elektrod vodorod elektrodga nisbatan qator ijobiy xususiyatga ega. Unga eritmadagi turli xil aralashmalar ta’sir etmaydi, zaharlanmaydi va ularni tarkibida kuchli oksidlovchi va qaytaruvchi bo’lgan eritmalar uchun ham qo’llash mumkin. pHni shisha elektrod yordamida o’lchashda eritmaga begona moddalar kiritilmaydi va bu biokimyoviy tekshirishlarda muhim ahamiyatga egadir. Uning mo’rtligi yagona kamchiligi hisoblanadi.

Xulosa

Elektrodlar asosan ikki turga bo’linadi: birinchi tur elektrodlar, ikkinchi tur elektrodlar. Ular quyidagi turlarda mavjud. Gaz elektrodlar, amalgamali elektrodlar, oksidlanish qaytarilish elektrodlari, shisha elektrodlar va hokazo. Birinchi tur elektrodlarning potensiallari elektrod reaksiyasida ishtirok etadigan elementning boshqa-boshqa oksidlanish darajalaridagi formalari konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi. Ular jumlasiga potensiallari metall ionlar va metallmas ionlar konsentratsiyalariga bog’liq bo’lgan elektrodlar kiradi.

Metall ionli elektrodlar kationlarga nisbatan qaytar elektrodlar deyiladi. Metallmas ionli elektrodlar esa, anionlarga nisbatan qaytar elektrodlar deyiladi.

Ikkinchi tur elektrodlarda metall sirtini uning yomon eriydigan birikmasi, masalan, xloridi o’raydi va albatta bir nomli anioni bo’lgan yaxshi eruvchi elektrolit eritmasi bo’ladi.

Gaz elektrodlarda elektrod reaksiya gazlar ishtirokida sodir bo’ladi.

Gaz elektrod uchun vodorod elektrod, xlor elektrod misol bo’la oladi.

2Cl = Cl₂ + 2e

Kislorodli elektrodda platina elektrodni elektrolit eritmaga botirib, suyuqlik orqali kislorod o’tkazib turiladi. Elektrod jarayoni.

2H₂O + O₂ + 4e = 4OH^- dan iborat.

Kumush bu - kumush xlorid elektrod sirti kumush xlorid AgCl bilan qoplangan va Cl^- ionlari bo’lgan eritmaga botirilgan kumush elektroddir.

Amalgamali_elektrod. Bu elektrodlarda elektrod materiali sifatida biror metallning simobdagi qotishmasi olinadida, uni shu metall tuzi eritmasiga botiriladi. Bunda eritmaning konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi.

Oksidlanish, qaytarilish elektrodlarini tayyorlash uchun biror elementning oksidlangan va qaytarilgan ionlari bo’lgan eritmaga platina elektrod tushiriladi. Elektrod reaksiyalarda H+, OH- ionlar va suv ishtirok etadi.