Universum: химия и биология

 
Ключевые слова: определение рН, хингидронный электрод, модифицированные хингидрон-графитовые 
электроды, субнерстовская зависимость, потенциометрическое титрование. 
Keywords: pH determination, quinhydron electrode, modified quinhydron-graphite electrodes, sub-Nernst depend-
ence, potentiometric titration. 
________________________________________________________________________________________________ 
1. Введение 
Необходимость определения рН среды обуслав-
ливается важным значением водородного показателя 
для осуществления целого ряда процессов в химии, 
химической технологии, биологии, агрохимии, фи-
зиологии растений и животных, медицине и других 
областях науки и техники [1-6]. В частности, под вли-
янием рН могут изменяться растворимость, фильтра-
ция, реологические характеристики, сорбция, набу-
хание и другие свойства [7,8]. 
Из большого арсенала методов определения рН 
растворов следует выделить два основных метода: 
колориметрический и потенциометрический. 
Колориметрический метод основан на примене-
нии фотоколориметров или спектрофотометров, с 
помощью которых измеряют изменение оптической 
плотности раствора в присутствии кислотно-основ-
ного индикатора, в зависимости от величины рН. 
Этот метод недостаточно точен, требует введения со-
левых и температурных поправок, практически не 
применим при малой минерализации исследуемой 
воды, а также окрашенных и мутных вод, растворов, 
содержащих сильные окислители или восстанови-
тели. 
В этом отношении потенциометрический метод, 
основанный на измерении ЭДС электродной си-
стемы, состоящей из индикаторного электрода и 
электрода сравнения, в качестве которого обычно вы-
ступает насыщенный хлорид серебряный электрод, 
значительно точнее, проще и экономичнее [1,9]. При 
этом прямой потенциометрический метод измерения 
рН, по праву, можно отнести к неразрушающим ме-
тодам контроля водных растворов. Основным эле-
ментом потенциометрической системы является рН-
чувствительный стеклянный электрод, изготовлен-
ный из специального стекла, обладающего ионооб-
менными свойствами. Этот электрод нашел свое при-
менение в обыденной лабораторной практике, так 
как позволяет проводить измерения в широком диа-
пазоне pH и в присутствии окислителей.
Эволюция развития потенциометрического ме-
тода измерения рН привела к тому, что помимо стек-
лянного электрода были найдены и другие системы с 
использованием хингидронного, сурьмяного, висму-
тового, некоторых других металлооксидных электро-
дов [10-20]. Каждый из этих электродов не лишен 
определенных недостатков. Однако применение не-
которых из них в лабораторной практике открывает 

---

№ 2 (68)
февраль, 2020 г.
23 
широкие возможности конструирования специаль-
ных аналитических платформ, предназначенных для 
определения рН в небольших объемах образцов и 
микрообъектах.
Из приведенных примеров рН чувствительных 
систем, хингидронный электрод обладает специфи-
ческими свойствами, так как его аналитический сиг-
нал снимается платиновой проволокой [1,9]. 
При определении рН растворов методом хингид-
ронного электрода используется электрохимически 
обратимая окислительно-восстановительная пара хи-
нон-гидрохинон, соотношение окисленной и восста-
новленной форм которой зависит от активности 
ионов водорода в анализируемом растворе. Для изме-
рения рН в этом случае в анализируемый раствор 
вводят небольшое количество хингидрона, представ-
ляющего собой эквимолекулярную смесь хинона и 
гидрохинона (1:1). ЭДС созданного гальванического 
элемента снимается между платиновой проволокой и 
хлоридсеребряным электродом сравнения, погру-
женными в анализируемый раствор. К недостаткам 
такой измерительной системы следует отнести огра-
ниченность диапазона определения рН (<8), ввиду 
того, что в щелочной среде гидрохинон разлагается, 
а также некоторые неудобства, связанные с эксплуа-
тацией такого электрода при рутинных измерениях. 
Если же учесть, что растворимость хингидрона при 
комнатной температуре составляет 3,94 г на 100 мл 
воды [21], то очевиден перерасход дорогостоящего 
реагента.
В связи с этим возникает необходимость изуче-
ния возможности определения рН с использованием 
углеграфитового электрода, объемно модифициро-
ванного хингидроном. Побудительным мотивом и 
целью настоящей работы является создание устрой-
ства, допускающего расширение границ области из-
мерения рН, по сравнению с традиционным хингид-
ронным электродом.