Потенциометрический метод определения рН растворов.
Определение рН раствора этим методом сводится к установлению потенциала (е) электрода определения, погруженного в исследуемый раствор, и основано на зависимости его величины от значения рН. Величину электродного потенциала (е) электрода определения находят по ЭДС цепи, составленной из электрода сравнения (у него потенциал известен) и электрода определения. Например, составим электродную пару из хингидронного (индикаторного) и хлорсеребряного (сравнения) электродов (см. рисунок).
Характеристики элемента:
1. Схема элемента: Ag, AgCl / Cl¯ // Pt / H+, С6Н4О2 , С6Н4О2-
Для определения ЭДС необходимо выяснить, какой из этих электродов будет выполнять функцию катода, а какой – анода, т. е. на каком из электродов будет проходить процесс восстановления, а где будет проходить процесс окисления. Что бы это определить, нужно сравнить величины электродных потенциалов, используемых электродов, т. к. известно, что анод имеет мѐньшую величину электродного потенциала. Воспользуемся справочными данными (25оС):
еох.г. = 0,699 В
е х.с. = 0,201 В
Для определения электродного потенциала электрода определения воспользуемся уравнением Нернста:
е х.г. = еох.г. + 0,059 lg a H+ = 0,699 + 0,059 lg a H+
Из уравнения следует, что е х.г. значительно больше, чем е х.с., поэтому хингидронный электрод будет катодом, а хлорсеребряный – анодом.
2. Электродная реакция:
На катоде: С6Н4О2 + 2Н+ + 2ē ↔ С6Н4(ОН)2 - процесс восстановления;
На аноде: Ag - ē → Ag+
Ag+ + Cl¯↔ AgCl
Ag + Cl¯- ē ↔ AgCl – суммарная реакция – процесс окисления.
Е = ек - еа = ех.г.- ех.с.
Е = 0,699 + 0,059 lg a H+ - 0,201
Е = 0,699 - 0,059 рН - 0,201