Potensiometrik analiz usulida eritmaga tushirilgan elekt rod bilan eritma orasida hosil bo‘lgan potensial o‘rganiladi va uning noma’lum moddaning konsentratsiyasiga bog‘liqligi ko‘rib chiqiladi

Potensiometrik analiz usulida eritmaga tushirilgan elekt rod bilan eritma orasida hosil bo‘lgan potensial o‘rganiladi va uning noma’lum moddaning konsentratsiyasiga bog‘liqligi ko‘rib chiqiladi. Potensiometrik analiz potensiali aniqlanadigan eritmadagi komponentning aktivligi, elektrodning potensialini o‘lchashga va uning qiymati orasidagi bog‘lanishni topishga asoslangan. Potensiometrik analiz usullari bevosita potensiometriya (ionometriya) va potensiometrik titrlash turlariga bo‘linali. Bevosita potensiometriya usullari elektrod reaksiyasida ishtirok etuvchi moddaning aktivligi yoki konsentratsiyasini zanjirning tajribada o‘lchangan EYKi yoki tegishli elektrodning po tensiali orqali Nernst tenglamasidan foydalanib topishga asoslangan. Potensiometrik titrlashda ekvivalentlik nuqtasi shu nuqta yaqinida potensialning keskin o‘zgarishi (sakrashi) orqali aniqlanadi. Potensiometrik analiz usuli qaytar galvanik elementlarda tekshiriluvchi eritmaga botirilgan har xil ishorali elektrodlar orasida yuzaga keluvchi potensiallar ayirmasini o‘lchashga asos langan.

Potensiometriyada, odatda, ikki elektroddan iborat gal vanik element ishlatiladi. Bunda elektrodlar bitta eritmaning o‘ziga botirilishi (ionlar ko‘chmaydigan) yoki tarkibi har xil va oralarida suyuqlik kontakti bo‘lgan ikkita eritmaga botirilishi (ion ko‘chadigan zanjir) mumkin. Potensiali eritmadagi aniqlanuvchi ionlar aktivligiga (konsentratsiyasiga) bog‘liq bo‘lgan elektrod indikator elektrod deyiladi. Iadikator elektrodning potensialini o‘lchash uchun erit maga potensiali aniqlanuvchi ionlar konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lmagan ikkinchi elektrod tushiriladi. Bunday elektrod taqqoslash elektrodiyokistandart elektrod deb ataladi. Indikator elektrodning potensiali shu elektrodga nisbatan aniqlanadi. Indi kator va standart elektrodning bir necha turlari ishlatiladi.Potensiometriyada indikator elektrodlarning ikki asosiy turidan foydalaniladi: 1. Fazalari orasidagi chegaralarda elektronlar ishtirok etuvchi reaksiyalar sodir bo‘ladigan elektrod lar. Bular elektron almashuvchi elektrodlar deb ataladi. 2. Faza lari orasidagi chegaralarda ion almashinish reaksiyalari sodir bo‘luvchi elektrodlar. Bular membranali yoki ion almashuvchi, ion-selektiv elektrodlar deb ataladi.Potensialning hosil bo‘lishi.Agar bir idishga suv solib, unga mis plastinkasini tushirsak (17-rasm), undagi suv molekulalarining manfiy qutbi bilan mis plastinkasi orasida elektr-kimyoviy bog‘lanish hosil bo‘ladi. Suv molekulalari manfiy qutbi bi lan mis plastinkasining kristall panjaralaridagi mis ionlarini tortib oladi va suv da mis ionlarining gidratlari hosil bo‘ladi. Bu jarayon misning suvda erish jarayoni deyiladi va juda sekin boradi. Bunda metall sirtida elektronlar ortiqcha bo‘lib qolgani uchun metall sirti manfiy zaryadlanadi va o‘zining ionlarini yanada kuchliroq tortadi. Natijada energiyasi yuqori bo‘lgan suv molekulalari ionli plastinkadan uzoqlashishi yoki, aksincha, unga yaqinlashishi ham mumkin. Bunda plastinkadan ajralib chiqqan musbat ionlar bilan plastinkaga yaqinlashayotgan manfiy ion lar dinamik muvozanat holatga yetib, manfiy va musbat (qo‘sh) elektr qavat hosil qiladi va potensial vujudga keladi. Mis plastinka dan mis ionlarining eritmaga o‘tishi 17-rasmda tasvirlangan.Bu yerda mis plastinkadan mis ionlarining chiqishiga eritmadagi mis ionlari to‘sqinlik qiladi va nisbatan kam ionlar chiqadi, hosil bo‘lgan potensial qiymati ham nisbatan kichik bo‘ladi. Bu hol potensial konsentratsiyaga bevosita bog‘liq ekanligini ko‘rsatadi. Hosil bo‘ladigan potensial konsentratsiyadan tashqari boshqa omillarga ham bog‘liq

Masalan, mis plastinkasi (elektrod) osh tuzi CuC_l2 eritmasiga botirilgan bo‘lsa, mis plastinkasidan mis ionlarining erit maga chiqishiga eritmadagi mis ionlari to‘sqinlik qiladi va eritmaga mis ionlari nisbatan kam chiqadi. Bunda hosil bo‘lgan po tensial qiymati dastlabkisidan farqlanadi, ya’ni kamayadi. Demak, hosil bo‘lgan potensial qiymati konsentratsiyaga bog‘liq ekan. Potensialning konsentratsiyadan boshqa omillarga ham bog‘liqligi Nernst tenglamasida berilgan. Agar noaktiv metallar, masalan, platina plastinkasi o‘z tuzining qaytarilgan va oksidlangan eritmasiga tushirilsa, platina eritmadan elektron qabul qilib manfiy zaryadlanadi, eritma qavati musbat yoki, aksincha, platina elektron berib musbat zar yadlanadi. Uning sirtiga yaqin eritma esa manfiy zaryadlanadi va qo‘sh elektr qavat hosil bo‘ladi. Demak, agar biror metall plastinka o‘z tuzi eritmasiga yoki suv ga botirilsa, metall yuzasida ma’lum jarayonlar sodir bo‘lib, qo‘sh elektr qavati hosil bo‘ladi. Bunda metallning kristall panjarasidagi metall ionlari eritmadagi tuz molekulalari ta’si rida metall yuzasidan ajralib suvga o‘tadi. Metall yuzasi o‘zida qolgan ortiqcha elektronlar hisobiga manfiy zaryadlanadi, suv qavati esa eritmaga o‘tgan ionlar hisobiga musbat zaryadlanadi. Eritmaga o‘tgan metall ionlari eritmaning hajmi bo‘ylab tarqalib ketmaydi, balki metall sirtiga tortilib turadi. Shunday qilib, metall yuzasida qo‘sh elektr qavat hosil bo‘ladi. Hosil bo‘lgan potensial E real potensialdeyiladi va uning qiymati taqqoslash elektrodi (potensiali nolga teng yoki o‘zgarmas va past qiymatga ega) orqali potensiometr yordamida aniqlanadi. Sirtida qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lgan metall plastinkasiindikator elektrod deyiladi. Hozirgi tushunchalarga ko‘ra qo‘sh elektr qavatni bitta yoki bir qancha parallel ulangan kondensatorlar sifatida tasavvur etish mumkin.Elektronlar fazalar chegarasidan o‘tishida potensiallar ayirmasi paydo bo‘ladi. Uning qiymati metall elektrodning tabiatiga bog‘liq.Elektrodlarning elektronlarni berish yoki biriktirib olish jarayoni elektrod reaksiyasi deyiladi. Elektr-kimyoviy reaksiyani sxema tarzida quyidagicha ifodalash mumkin

Elektrod reaksiyasi o‘z-o‘zidan (galvanik elementlar) yoki tash qi tok energiyasi berilganda sodir bo‘lishi mumkin. Bunda har bir elektrodda yangi kimyoviy modda hosil bo‘ladi. Ikkita elektrodning reaksiyasi kimyoviy reaksiyaning yig‘indisini tashkil qiladi. Bittasida elektronlar beriladi, ikkinchisida biriktirib olinadi. Shunday qilib, bitta elektrodda (anod) oksidlanish reaksiyasi va boshqasida (katod) qaytarilish

reaksiyasi sodir bo‘ladi. Har qanday elektrodning potensiali (E) metallning tabiatidan tashqari eritmaning konsentratsiyasiga ham bog‘liq. Elektrodlar muvozanat potensialining eritma konsentra tsiyasiga bog‘liqligi Nernst tenglamasi bilan ifodalanadi:

Yakka elektrodning potensialini amalda o‘lchab bo‘lmaydi, shuning uchun galvanik element (elektrolitik yacheyka) tuzish kerak. Ikkita elektrod eritmaga tushirilsa, galvanik element hosil bo‘ladi. Bu elektrodlarning potensiali (EYK) taqqoslash elektrodi bilan tekshirilayotgan elektrod potensiallarining algebraik ayirmasiga teng. Bunda elektr yurituvchi kuch:

EYK = E=E°– E_T

Bu yerda ET– taqqoslash elektrodining potensiali; E° – tekshiriladigan elektrodning potensiali. Bunda bitta elektrodning potensiali oldindan aniqlangan va doimiy bo‘lgan indikator elektrodning potensialiga nisba tan aniqlanadi. Bu elektrodtaqqoslash elektrodiyoki solishtirma elektrod deyiladi. Standart taqqoslash elektrodi sifatida standart (normal) vodorod elektrod qabul qilingan, uning potensiali har qanday haroratda shartli ravishda nolga teng deb olinadi: