Potensiometriyada ishlatiladigan elektrodlar

II BOB. Potensiometriyada ishlatiladigan elektrodlar haqida
Shisha elektrod nazariyasini akademik B. P. Nikolskiy tomonidan ishlab chiqilgan. Shisha elektrodidagi shisha membrana vodorod ionining konsentratsiyasi har xil bo'lgan ikki eritmani bir-biridan ajratib turadi. Bu vaqtda elektrod sirtida potensial yuzaga keladi. Tekshirishlarning ko'rsatishiga ko'ra, shisha to'rsimon kremniy-kislorod zanjirlaridan iborat bo'lib, oradagi bo'sh joylar ishqoriy metallaming kationlari bilan band. Bo’sh joylardagi kationlar to’rning tuzilishini buzmasdan qaytar ravishda almashinish reaksiyasiga kirisha oladi. Vodorod selektiv shisha elektrodning sharsimon qismiga kumush xloridli elektrod joylashtiriladi va u 0, 1M HCl (yoki boshqa elektrolit) bilan to’ldiriladi. Bu tekshiriladigan eritmaga tushiriladigan yarim elementni tashkil etadi. Shisha elektrod potensiali shisha membrananing har ikkala tomonidagi eritmalar potensiallarining ayirmasiga teng. Odatda, ichki eritmaning potensiali doimiy bo‘lganligi uchun bu ayirma elektrod tushirilgan eritmaning potensialiga teng bo'ladi va quyidagi formula bilan ifodalanadi.
E_sh.e = const + 0,059lga_H+,
E_sh.e = const-0,059pH
Ushbu formulalardan ko'rinib turibdiki, shisha elektrod H⁺ionlariga nisbatan qayta ishlaydigan elektrod bo'lib, undan asosan eritmalarning pH ini o'lchashda, vodorod ionlarining (H⁺) miqdorini va shu kattaliklarga mos keladigan eritma potensialini o'lchashda foydalaniladi.

Shisha elektrodlar

Kumush xloridli elektrod KC1 ning to'yingan eritmasiga tushirilgan va sirti kam eriydigan AgCl moddasi bilan qoplangan kumush simdir. Uning formulasi: Ag/AgCl, Сl^-.KXE ning potensiali a Ag⁺ ga bog'liq bo'lib, elektrod ichki eritmasidagi СГ ionlariga nisbatan qaytar elektroddir. Buning sababini KXE potensiali E^ ni hisoblash formulasini keltirib chiqarish bilan tushuntirish mumkin.
Umuman, KXE uchun: E_kxe = E°_Ag+/Ag + 0,059lga_Ag.
Lekin ichki eritmada Ag⁺ ionlari yo’q. Bu ion elektrod sirtidagi AgCl ning dissotsialanishi tufayli hosil bo‘ladi.
Shunga asosan: EK_AgCl = a_Ag+ • a_Cl-.
Bu ifodadan elektrokimyoviy jarayonda qatnashadigan kumush ionning aktiv konsentratsiyasi:
a_Ag+=EK_AgCl/a_Cl-
Agar ichki eritma sifatida 0,1 n KC1 (HCl) eritmasidan foydalanilsa E_KXE = +0,2900 V; agar 1 n KC1 (HCl) eritmasi bo'lsa E_KXE = +0,2370 V bo'ladi
.

Kumush xloridli elektrodlar.

Vodorod elektrod.
A gar platinalangan platina 1 at (101 kPa) bosimida to’yintirilsa va vodorod ionlarining kontsentratsiyasi 1 ga teng (1 g ekv, 1N, 1 mol) bo’lsa va eritmaga tushurilsa, hosil bo’lgan vodorod elektrodi - normal vodorod elektrodi deyiladi. Uning potentsiali shartli ravishda nol deb qabul qilingan. Boshqa standart (normal) elektrodlar potentsiali normal vodorod elektrodlariga taqqoslab o’lchanadi. Quydagi jadvalda ayrim elektrodlarning standart potentsiallari keltirilgan (T=198 K, muhit - suvli).
Kalomel elektrodi.

1. 
   platina
   
2. 
   mis simi
   
3. 
   shisha trubkasi
   
4. 
   KCl eritmasi
   
5. 
   pasta
   
6. 
   simob
   

Laboratoriyalarda ko’p qo’llaniladi. Uch xil kalomel elektrodi bo’ladi: 1)normal 1N [KCl] 2)0,1N [KCl] 3)to’yingan KCl

1-jadval

KCl kontsentratsiyasi	kal, 291 K
0,1	0,336
1,0	0,284
to’yingan eritma	0,2503

2-tur elektrodlarining potentsiali turg’un. Temperatura o’zgarishi bilan ham kam o’zgaradi:

2-jadval

Temperatura, K	kal, V
286	0,2538
291	0,2503
293	0,2488
297	0,2463

X ingidron elektrodi.


Xingidron ekvimolekulyar tarzdagi: C₆H₄O₂^. C₆H₄(OH)₂
Xingidron suvda;
C₆H₄O₂^. C₆H₄(OH)₂  C₆H₄O₂^. C₆H₄(OH)₂
C₆H₄(OH)₂  C₆H₄O^{2 -} + 2H⁺
C₆H₄O^{2 -} 2 ta elektronni platinaga berib, Pt va eritma orasida qo’sh elektr qavati hosil bo’ladi.
C₆H₄O₂ ^{- -} C₆H₄(OH)₂+2e-
C₆H₄(OH)₂ 2H⁺+2e-+ C₆H₄O₂





pH = -ln [H⁺] bo’lgani uchun
Pt  xingidron H⁺₌₁  Pt, H₂
E= _xingidron-⁰_{N2=+ 0,704 V}
⁰_x.g.= 0,704 V normal xingidron elektrodining potensiali
Inert metall (Ag, Pt) biror bir oksidlangan-qaytarilgan shakldagi ionlar saqlovchi eritmaga tushirilishi natijasida hosil bo’lgan potentsial oksidlanish-qaytarilish yoki redoksi potentsial deyiladi. Redoksi elektrodlardagi inert metall eritma bilan na kation va na anion almashmaydi, faqat eritmada erigan moddalar orasida sodir bo’ladigan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi uchun elektron olish yoki berish ta’minlab beradi. Masalan:
Pt | Fe³⁺, Fe²⁺, Pt | Cr³⁺, Cr²⁺
Platinani oksidlangan-qaytarilgan shakllarni saqlovchi eritmalarga tushirilsa, oksidlanish-qaytarilish potentsiali vujudga keladi. U qanday vujudga keladi?
Fe³⁺+ 1e  Fe²⁺ (Fe²⁺ Fe³⁺+ 1e).
Demak sabab yuqoridaki tenglamaga binoan, sistemaga elektron berilsa, reaksiya o’nga, agarda elektron sistemadan olinsa, muvozanatni chapga siljitadi: Fe³⁺+ 1e  Fe²⁺ - 1e, inert metal redoks o’z elektronini berishi yoki aksincha qabul qilib olishi mumkin.