ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН РАСТВОРА
Полуреакция, протекающая на водородном электроде, описыиается уравнением
Концентрация ионов водорода в водородном полуэлементе может быть связана с электродным потенциалом водородного электрода уравнением Нернста
где p(H2)-парциальное давление газообразного водорода. Если предположить, что парциальное давление газообразного водорода равно I атм, и учесть, что Ен+/н2 = 0, то это уравнение сведется к следующему:
Таким образом, электродный потенциал водородного электрода прямо пропорционален рН. Если собрать электрохимический источник тока, состоящий из водородного электрода и какого-нибудь другого электрода, как, например, каломельный электрод, электродный потенциал которого не зависит от концентрации ионов водорода, то можно показать, что э.д.с. такого источника тока пропорциональна рН, т. е.
Eст ~ рН
Таким образом, электрохимический источник тока, состоящий из электрода, чувствительного к концентрации ионов водорода, и какого-либо электрода сравнения, может служить удобным прибором для определения рН.
На практике вместо водородного электрода для определения рН используется стеклянный электрод. Он представляет собой тонкостенную стеклянную колбочку с впаянной в нее серебряной проволочкой, наполненную насыщенным раствором хлорида серебра в соляной кислоте концентрации 0,1 моль/дм3. Электродный потенциал стеклянного электрода пропорционален концентрации ионов водорода. Стеклянный электрод используется в комбинации с каким-либо вторичным электродом сравнения, например с каломельным электродом.
Электрод сравнения
Рис. 10.21. Потенциометрическое титрование, а-титрование ионов Fe2+ ионами Ce4+ по реакции Fe2+ (водн.) + Ce4+ (водн.) = Fe3+ (водн.) + Ce3+ (водн.); б-типичная кривая потенциометрического титрования.
Э.д.с. химического источника тока, состоящего из стеклянного электрода и какого-либо электрода сравнения, может быть измерена с помощью высокоомного вольтметра. Если такой высокоомный вольтметр отградуирован таким образом, что на его шкале указаны непосредственно значения рН (рис. 10.20), и подключен к стеклянному электроду и электроду сравнения, получается прибор, который называется рН-метр. Для калибровки рН-метра можно использовать какой-либо буферный раствор (см. разд. 8.2) с точно известным значением рН.
Оглавление: