книги / Основы электрохимических методов анализа
..pdfностью 0 ,5°С , |
(разность Е °х н +/%х “ Е нас. к.э.) |
при данной |
|
температуре величина постоянная (см. приложение). |
|
||
Метод определения pH с хингидронным электродом предпола |
|||
гает |
также точное измерение э.д.с. цепи, причем лишь после |
||
достижения ее постоянства. |
|
||
Специальное |
оборудование и реагенты |
|
|
1. |
Индикаторный электрод - платиновая проволока |
или плас |
|
тинка и хингидрон (сухой препарат). |
|
||
2. |
Термометр, ^ О - 100°С; + 0,5°С, |
|
|
3. |
Буферные растворы с различным значением pH. |
|
4.. Азотная кислота, разбавленный раствор (1 :1 ).
5.Соляная кислота, конц.х.ч.
Методика определения 1. В небольшом (емкостью 3 0 -5 0 мл) чистом и высушенном
стакане получают от преподавателя раствор,- pH которого надле жит определить.
2. Индикаторный платиновый электрод предварительно обра
батывают горячим раствором азотной кислоты (1 :1 ), а затем после тщательного промывания его дистиллированной водой - горячей концентрированной соляной кислотой и снова хорошо ополаскивают дистиллированной водой (промывание водой прово дить только после предварительного охлаждения электрода во избежание растрескивания стеклянной трубки на месте спайки электрода из-за различия температурных коэффициентов расшире ния платины и стекла).
3. Потенциометр приводят в рабочее состояние согласно ин
струкции, небольшую часть испытуемого раствора (5 - 1 0 м л)
йереносят в пробирку, всыпают туда же кончиком шпателя 50м г хингидрона, хорошо перемешивают, погружают платиновый элек трод и одно колено 17*Ьбразной трубки, второе колено которой опуше но в небольшой стаканчике насыщенным раствором хлорида калия, куда помещают электрод сравнения.
4.Индикаторный электрод и электрод сравнения подключают к'соответствующим клеммам потенциометра (в зависимости от pH испытуемого раствора) и измеряют э.д.с. созданной цепи
(в мВ) компенсационным методом. Показание потенциометра записывают лишь после достижения постоянства значения э.д.с.
5.Фиксируют также в дневнике температуру испытуемого раствора с точностью + 0,5°С .
6.Рассчитывают pH раствора по вышеприведенной формуле, пользуясь данными, взятыми из справочника, и полученные ре зультаты записывают в рабочем журнале.
Методика определения
Описание, настройка лабораторного pH-метра и методика оп
ределения pH растворов даны в инструкции, прилагаемой к при
бору.
П р и м е ч а н и е . Со стеклянным электродом следует обра щаться осторожно, так как стенки шарообразного конца его очень тонки (0 ,0 3 мм), что необходимо для увеличения электро
проводности стекла. Электрод можно легко повредить и тем са мым вывести его из строя. Поэтому при опускании электродов в раствор необходимо проследить, чтобы нижний конец электро да сравнения был на несколько миллиметров ниже, чем стеклян ного электрода во избежание удара последнего о дно стакана.
Результаты измерения pH хингидронным и стеклянным элект
родами представляют преподавателю. Если они отличаются меж
ду собой > 0,2 pH, то более вероятно, что измерение pH хин гидронным электродом проведено ошибочно, главным образом
из-за неправильного значения потенциала электрода сравнения. В этом случае проводят измерение pH хингидронным электро дом какого-нибудь буферного раствора с известным и близким значением pH испытуемого раствора и после расчета найденное
отклонение от истинного значения pH буферного раствора исполь зуют в качестве поправки для величины pH испытуемого раст вора. Если этот прием не исключает расхождения между пока заниями pH хингидронного и стеклянного электродов, то следует считать, что в данном случае неправильно работает стеклянный
электрод (повреждение и другие причины).
Сказанное не относится к результатам измерения pH щелоч ных растворов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЙОДИДА И ЦИАНИДА И Нсеп
В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
Определение ионов J и CN~ можно проводить с соответст
вующими ионоселективными электродами в достаточно широких пределах изменения активности этих ионов в присутствии ряда
сопутствующих им анионов ( С1~ |
Вг~, SCN и др.) |
и в |
значи |
||
тельном диапазоне pH растворов. |
|
|
|
|
|
Мембранные электроды Э М -1 -1 |
и ЭМ- C N - O l |
предназначе |
|||
ны для измерения pH (pCN) в пределах 1 -5 . Первый |
из |
них |
|
||
функционирует в области pH от 1 до 12,5, второй - |
от |
9 ,5 |
до |
||
12,.5. Электроды селективны в присутствии Вг"и SCN~ при |
их |
1000-кратном избытке. Потенциал |
обоих электродов при тем |
|||
пературе |
2 5 °С в 10“ 3 м растворе |
КЗ равен -1 6 5 + 1 2 мВ |
||
(отн.х.с.э.), потенциал |
электрода |
ЭМ- C N - O l в растворе |
||
10“ З М |
NQCN+ 0,01 |
М NQOH |
равен -1 5 0 + 1 2 мВ. |
No раствора |
рх |
р х 1 |
э.д.с., мВ |
Здесь X и X 7 - основной и посторонний ионы соответственно. Строят градуировочный график и находят отклонение от пря
молинейной зависимости. Рассчитывают коэффициент селектив ности:
|
^Х/Х* = ^ х / ^ х ' > |
|
|
где С% и |
С#1 - концентрации основного |
и постороннего |
ионов |
соответственно, отвечающие точке перегиба на графике. |
|
||
6. |
Определяют концентрацию ионов |
7” IC N ”) в |
испытуе |
мом растворе, используя метод градуировочного графика и ме тод добавок.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ
Для измерения активности ионов натрия и калия в водных
растворах ( р |NJQ и рК от О до 3 ) применяют стеклянные
электроды Э С Л -5 1 -1 1 и Э С Л -9 6 -1 1 соответственно, предва рительно выдержанные в течение 8 часов в 0,1 М растворе
NQCI или КС1 • Электродом сравнения служит хлорид-серебряный электрод ЭЦЛ-1 М 4. Настройку прибора проводят по специаль
но приготовленным контрольным растворам с известной величи
ной |
pNQ (рК ), |
имеющим одинаковую температуру 2 0 + 5 °С . |
||
Специальное |
оборудование и реагенты |
|
|
|
1. |
Индикаторные электроды - стеклянные Э С Л -5 1 -1 1 и |
|||
Э С Л -9 6 -1 1 . |
|
|
|
|
2. Стандартные растворы NQCK КС1 |
) |
соответствующих |
||
концентраций, обеспечивающих pNQ (рК) |
от |
0 ,1 8 до 4,0 . |
Методика определения
1. Проводят подготовку, включение и настройку измеритель
ного прибора согласно прилагаемой к нему инструкции.
2 . Далее |
поступают так, как это описано в методике опрёделе- |
|
ния ионов 7" |
и CN“ , п. 2 - 4 . |
|
3. После промывания и удаления воды электроды помещают |
||
в испытуемый раствор и измеряют |
pNa (рК ) по шкале прибо |
|
ра. Определяют концентрацию ионов |
NQ+ (K + ), используя по |
|
лученный градуировочный график. |
|
рованной воды и дают раствору хорошо перемешаться. Необхо димо проследить за тем, чтобы при вращении мешалка не заде
вала электроды или конец мостика и не разбрызгивала-раствор. При вращении столика со стаканом электроды не должны ка саться стенок стакана. Премешивание не прекращают в течение
всего титрования.
8. Переводят потенциометр (pH-метр) в положение, позволяю
щее измерять э.д.с. (pH) испытуемой цепи. Короткими нажатия ми кнопки и вращением ручки соответствующей шкалы потенцио метра добиваются компенсации токов (стрелка гальванометра
устанавливается на О).
При работе на pH-метре устанавливают соответствующий диа пазон измерений и по шкале прибора определяют э.д.с. или зна чение pH.
9. Сначала проводят ориентировочное титрование для нахож
дения объема титранта, приблизительно отвечающего к.т.т. Для этой цели из бюретки прибавляют по 1 мл стандартного раство ра титранта и после каждой порции измеряют э.д.с. цепи или pH. Отсчеты производят только после достижения их постоянного значения (изменение э.д.с. не должно превышать 2 -3 мВ в те чение 1 мин).
Титрование продолжают до тех пор, пока изменение э.д.с.
( ДЕ ) или pH ( Д pH) не достигнет своего максимального зна
чения и при дальнейшем прибавлении новых порций раствора реагента постепенно не уменьшится до малой величины. Необ ходимо убедиться в том, что это уменьшение - не случайное явление, вызванное неправильным действием либо индикаторного электрода, либо измерительного прибора. Кроме того, прекра щение титрования тут же после скачка не позволяет успешно пользоваться графическими методами изображения результатов титрования. Последние записывают по форме, приведенной в табл. 8.
10. Далее приступают н точному титрованию в области скач
ка э.д.с. (pH ), для чего после тщательного промывания мешал
ки, соединительного мостика (или электрода сравнения) и ин
дикаторного электрода (или после соответствующей обработки последнего в зависимости от выполняемой задачи) в чистый стакан для титрования переносят новую порцию испытуемого раствора и выполняют операции, указанные в пунктах 4 - 8 . За тем к титруемому раствору прибавляют раствор титранта в
объеме на 1 мл меньше ( (Tj |
), чем это соответствует |
значе |
нию к.т.т., найденному при ориентировочном титровании |
(по |
|
данным табл. 8 Uj = 5 ,5 -1 |
= 4,5 мл). |
|
Ждут достижения постоянства £ nflnu или (pH ), т.е. пока |
||
э.д.с. цепи почти перестанет изменяться во времени (не |
боль |
Форма записи результатов ориентировочного потенциометрического титрования для приближенного нахождения объема титранта в к.т.т.
Определяемое вещество: |
мл. |
раствор.... |
|
Объем прибавленного |
Измеренная е.д.с. |
Д Е , мВ |
|
титранта, i f , мл. |
|
мВ |
|
0 |
|
654 |
2 |
1 |
|
652 |
|
|
3 |
||
2 |
|
649 |
|
|
7 |
||
3 |
|
642 |
|
|
12 |
||
4 |
|
630 |
|
|
21 |
||
5 |
|
609 |
|
|
2 4 0 * |
||
6 |
|
3 6 9 |
|
|
21 |
||
7 |
|
34 8 |
|
|
12 |
||
8 |
|
33 6 |
|
|
|
л
Скачок потенциал*а лежит между 5 и 6 iмл, следовательно, к.т.т. приближенно соответствует 5,5 мл.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 9 |
Форма записи результатов потенциометрического |
||||
титрования для точного нахождения |
|
|
||
объема титранта в к.т.т. |
|
|
|
|
Определяемое |
вещество:... |
м л.. |
титрант |
|
раствор |
|
|
|
|
Объем прибавлен |
Измеренная |
а»д.с. |
Д £ ,м В |
Приме |
ного титранта, (X |
мВ |
|
|
чание |
4 ,5 0 мл |
62 4 |
|
0 |
|
2 кап. |
62 4 |
|
|
|
|
р |
|
||
|
|
|
|
|
4 |
622 |
|
2 |
|
6 |
620 |
|
|
|
|
3 |
|
||
8 |
617 |
|
|
|
|
3 |
|
||
10 |
61 4 |
|
|
|
|
|
|
4