Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Мембранные (ионоселективные) электроды



В мембранных электродах происходит обмен не электронов, а заря­женных частиц (ионов) между раствором и мембраной электрода. Мем­брана разделяет два раствора - внутренний и внешний, находящиеся в контакте с поверхностями мембраны. Через мембрану возможно переме­щение ионов только определенного вида. Активность ионов, к которым мембрана проницаема, во внутреннем растворе постоянна.

После погружения электрода в анализируемый раствор начинается движение иона, проникающего через мембрану, в направлении его более низкой активности. Так как ионы несут заряд, то в мембране возникает по­тенциал, препятствующий дальнейшему перемещению ионов. Чтобы из­мерить мембранный потенциал, необходимо обеспечить контакт с внут­ренним раствором (используют вспомогательный электрод) и с внешним раствором (применяют электрод сравнения).

В начале двадцатого века была обнаружена способность стеклянной мембраны реагировать на изменение концентрации ионов водорода, в 20-х годах Фрицем Габером и Николо Клемансевичем был создан первый стеклянный электрод, а в 30-х годах 20 столетия Б.П.Никольским разработана ионообменная теория. В настоящее время стеклянный электрод для измерения рН растворов является широко известным примером мембранного электрода. Он состоит из стеклянного шарика (мембрана) диаметром 15 - 20 мм с толщиной стенок 0,06 - 0,1 мм, изготовленного из стекла особого состава, например, стекла марки «кор-нинг»: 22 % Na2О, 6 % СаО, 72 % SiO2.

Внутрь шарика заливается раствор с определенным значением рН (0,01 М НCl) и погружается электрод сравнения (хлорсеребряный) (рис.31). Мембрана отделяет внутренний раствор от анализируемого раствора, куда помещается еще один электрод сравнения:

Рис. 32. Стеклянный электрод 1 — стеклянная мембрана; 2 — внутренний раствор с известным значением рН; 3 — электрод сравнения.  

Потенциал стеклянного электрода определяется уравнением Нернста:

(6.3)

На внешней поверхности стекла потенциал зависит от активности ионов водорода во внешнем анализируемом растворе (а1). На внутренней по­верхности стекла также возникает потенциал, который остается постоян­ным во внутреннем растворе с постоянной активностью ионов водорода (а2), и, таким образом, потенциал стеклянного электрода становится мерой активности ионов водорода во внешнем растворе, а, следовательно, зави­сит от рН внешнего раствора:

E=K + 0,059lg a1=K + 0,059lg [H+] = K – 0,059pH (6.4)

Константа Кучитывает потенциалы обоих электродов сравнения во внутреннем и внешнем растворах; граничный потенциал, возникающий на поверхности разделов: внешний раствор — гель, гель — внутренний раствор; диффузионный потенциал, связанный с различием в подвижности ионов водорода и ионов щелочных металлов в мембране; потенциал ассимметрии, возникающий в результате различных механических и химических взаи­модействий на внешнюю и внутреннюю поверхность мембраны.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!