>
4. Пряма потенціометрія
Метод прямої потенціометрії заснований на вимірюванні потенціалу індикаторного електрода, зануреного в досліджуваний розчин, і розрахунку концентрації визначаються іонів згідно рівняння Нернста.
Метод досить простий і експресією. Гідністю і недоліком методу одночасно є те, що вимірюваний потенціал залежить від активності. Це єдиний метод прямого визначення активності іонів в розчинах. Але з іншого боку аналітиків частіше цікавить концентрація, а перерахунок активності іонів в концентрацію із застосуванням емпіричних коефіцієнтів активності викликає деяку додаткову погрішність. Існує варіант методу, в якому в калібрувальні й аналізовані розчини вводиться індиферентний електроліт. Це дозволяє проводити калібрування і подальший аналіз в одиницях концентрації.
Пряма потенціометрія володіє важливими достоїнствами. У процесі вимірювань складу аналізованого розчину не змінюється. При цьому, як правило, не потрібно попереднього відділення визначається речовини. Метод можна легко автоматизувати, що дозволяє використовувати його для безперервного контролю технологічних процесів.
Історично першими методами прямої потенціометрії були способи визначення водневого показника (рН - метрія).
рН-метрія
Для визначення величини pH існують два основні методи: колориметричний і потенциометрический.
Потенциометрический метод набагато точніше, ніж колориметричний, але вимагає устаткування лабораторій спеціальними приладами - pH-метрами.
pH-метр - прилад lt; # 121 src= doc_zip17.jpg / gt;
Малюнок 2 pH-метр
Найбільше практичне застосування визначення величини pH знайшов скляний індикаторний електрод, який можна використовувати в широкому діапазоні pH і в присутності окислювачів.
Великий внесок у теорію і практику рН-метрії внесли вчені: Б.П. Нікольський, М.М. Шульц, Е.Н. Виноградова та ін.
Іонометрія
З середини 60-х років за кордоном, а з 70-х років в нашій країні стала бурхливо розвиватися нова галузь фізико-хімічних методів аналізу - ионометрия (рХ-метрії).
Цей метод заснований на розробці, вивченні та практичному використанні різного роду іоноселективних електродів (ІСЕ). Іноді рН-метрію розглядають як окремий випадок ионометрии. Градуювання шкал приладів потенціометрів за значеннями рХ утруднена через відсутність відповідних стандартів.
Тому при використанні іоноселективних електродів активності (концентрації) іонів визначають, як правило, за допомогою градуювального графіка або методом добавок. Застосування таких електродів в наведених розчинах обмежено через нестійкості їх корпусу і мембрани до дії органічних розчинників.
Метод градуювального графіка
Метод градуювального графіка є найпростішим іонометріческоі методом аналізу. Процедура аналізу складається з 2-х етапів і включає в себе градуювання ионоселективного електрода (ІСЕ) щодо електрода порівняння і проведення вимірювань у пробах.
. Градуювання полягає у вимірюванні потенціалу ІСЕ в стандартних розчинах з відомим змістом визначається іона. За результатами вимірювань будується графік. У ионометрии прийнято виражати концентрацію іонів через величину рХ, яка дорівнює
pX=- lg a.
де а - активність компонента електрохімічної реакції.
Тому з рівняння Нернста випливає, що закономірність зміни потенціалу має наступний вигляд:
E=B - S? pX,
де E - різниця потенціалів між ІСЕ і електродом порівняння; S - нахил електродної функції; В - константа. Ця закономірність називається електродної функцією.
У координатах Е від рХ градуювання електродів має вигляд прямої, нахил якої наближається до величини 59,2 мВ (для температури 25 0C) для однозарядних іонів.
Для двозарядних іонів нахил дорівнює 29,6 мВ. Якщо отримана з градуювання величина нахилу істотно відрізняється від очікуваної, то це говорить про неблагополучний ході вимірювань.
. Аналіз полягає у вимірюванні потенціалу ІСЕ в пробі і обчислення змісту визначається компонента за градуювальним графіком. Оскільки градуйований графік являє собою пряму, то провести розрахунки по знайденому потенціалу нескладно.
На практиці калібрування лінійна тільки в певному діапазоні концентрацій. Поза цього діапазону калібрування нелінійна.
