ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Поскольку абсолютную величину электродного потенциала практически определить нельзя, измеряют его относительное значение, для чего составляют гальванический элемент из измерительного (индикаторного) электрода, анализируемой среды и вспомогательного (в литературе встречается термин «сравнительный» электрод) электрода. Схематическое изображение такого элемента: измерительный электрод — анализируемая среда — вспомогательный электрод.
В отличие от индикаторного электрода, потенциал которого функционально связан с активностью контролируемых ионов, потенциал вспомогательного электрода должен всегда оставаться постоянным. Такой гальванический элемент называется в дальнейшем измерительной ячейкой для потенциометрических измерений.
ЭДС измерительной ячейки равна алгебраической сумме потенциалов индикаторного и вспомогательного электродов-
(7)
где ; и — потенциал соответственно измерительного и вспомогательного электродов.
Если известны нормальный потенциал индикаторного электрода и потенциал вспомогательного электрода , то формула (7) однозначно определяет активность ионов по измеренному значению ЭДС измерительной ячейки.
В качестве вспомогательных электродов обычно применяют хлорсеребряный и каломельный.
Хлорсеребряный электрод изготовляют из серебряного стержня, на поверхности которого осаждают слой малорастворимой соли AgCl. При погружении в раствор, содержащий ионы Сl, электрод приобретает потенциал, величина которого является функцией активности ионов хлора. Наиболее распространены хлорсеребряные электроды с 3,5 н. и с насыщенным раствором КСl.
Промышленный хлорсеребряный электрод (рис. 1) имеет пластмассовый корпус 1, в котором находится серебряный контакт 2. Полость вокруг контакта заполнена кристаллическим хлористым серебром. В качестве препятствия для диффузии хлористого серебра из электрода в раствор применена пористая перегородка в виде прокладки 3 из фильтровальной бумаги, зажатой капроновой шайбой 4. Хлорсеребряный электрод укреплен в дне сосуда для раствора хлористого калия. Во избежание высыхания электрода и попадания в него воздуха во время хранения и транспортирования в отверстие втулки 5, прижимающей шайбы 4, залит раствор хлористого калия и вставлена резиновая пробка 6. Электрод снабжен колпачком 7, в который также залит раствор хлористого калия.
Рис. 1. Промышленный хлор-серебряный электрод
Рис. 2. Каломельный электрод
Рис. 3. Стеклянный электрод
Каломельный электрод (рис. 2) представляет собой сосуд 2, на дне которого находится слой 5 чистой металлической ртути, покрытой слоем 4 малорастворимой пасты каломели (Hg2Cl2). Остальная часть сосуда заполнена раствором 3 хлористого калия. Для контакта с ртутью в дно сосуда впаяна платиновая проволока 6. Равновесный потенциал этого электрода зависит только от активности ионов хлора в растворе, которая определяется главным образом концентрацией хорошо растворимой соли КСl. Чаще всего в практике потенциометрических измерений используют каломельные электроды с насыщенным раствором хлористого калия, так как в этом случае легко поддерживать постоянную концентрацию ионов хлора.
Известно большое число конструкций каломельных электродов, характеризующихся различными технологическими и эксплуатационными параметрами. Во всех конструкциях каломельных вспомогательных электродов контакт их с контролируемым раствором осуществляется через раствор хлористого калия, образующий электролитический контакт. В месте соприкосновения контролируемого раствора с электролитическим контактом устанавливают пористые перегородки 1, через которые раствор хлористого калия постепенно просачивается в контролируемый раствор. Электрод закрыт пробкой 7.
Do'stlaringiz bilan baham: |