Потенциометрический метод

19 октября 2013 - Администратор

 Используется для определения характера раствора: кислотный, щелочной или нейтральный. Рассмотрим основу этого метода. Чистая вода является нейтральным веществом. Она хотя и слабо, но диссоциирует на ионы. Диссоциация воды очень незначительна, поэтому концентрацию ее недиссоциированных молекул можно считать равной единице. Так как при диссоциации молекул воды образуется одинаковое количество ионов водорода и гидроксила, их концентрации равны. Если добавить в воду кислоту, то возрастет концентрация ионов водорода, а концентрация ионов гидроксила уменьшится. Если в воду добавить щелочь, то концентрация ионов водорода уменьшится, а концентрация ионов гидроксила увеличится.

 
Таким образом, по концентрации ионов водорода в растворе можно судить о кислотных или щелочных свойствах растворов. Для более удобного выражения концентрации ионов водорода вводят показатель рН, который равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода.
 
Для нейтральных растворов рН = 7, для кислых растворов рН < 7, для щелочных растворов рН > 7. Измеряется рН растворов с помощью электродных потенциалов. Если в раствор, содержащий ионы какого-либо металла, погрузить электрод из этого металла, то между раствором и электродом возникает разность потенциалов, которую называют электродным потенциалом. Электродный потенциал определяют законом Нернста.
 
Мембрана выполняет функцию двух водородных электродов: наружного, соприкасающегося с исследуемым раствором, и внутреннего, соприкасающегося с раствором, имеющим постоянную величину рН, в качестве которого используют раствор кислоты, в который опущен контактный электрод. Таким образом, потенциал стеклянного электрода является алгебраической суммой потенциалов на внутренней и наружной поверхностях мембраны. 
 
Аналогично ведет себя водород. Поэтому для измерения активной концентрации ионов водорода используют водородный электрод. Он выполняется в виде платиновой пластинки, покрытой платиновой чернью и непрерывно обдуваемой газообразным водородом. Водород адсорбируется поверхностью электрода и приобретает свойства водородного электрода. Практически измерить потенциал одного электрода невозможно. Поэтому потенциометрический датчик состоит из двух электродов. Один из электродов является рабочим, или измерительным. Его потенциал изменяется в зависимости от изменения рН. Второй электрод является электродом сравнения, или вспомогательным. Его потенциал в процессе измерения остается постоянным. ЭДС датчика.
 
Рабочим является водородный электрод. Однако на производстве измерять рН раствора водородным электродом неудобно, так как необходим источник газообразного водорода. Поэтому водородные электроды применяют только для лабораторных измерений. Для производственных измерений в качестве рабочих электродов преимущественно используют стеклянные, которые по свойствам близки к водородным.
 
Стеклянный электрод представляет собой трубку из обычного стекла, к нижней части которой припаяна чувствительная мембрана из специального стекла. При соприкосновении с исследуемым раствором на поверхности чувствительной мембраны возникает электродный потенциал, зависящий от рН раствора.
 
Стеклянные электроды безынерционны, могут длительное время находиться в контролируемом растворе, не изменяя свойств. Однако электродный потенциал стеклянных электродов значительно зависит от температуры раствора, поэтому они нормально работают при температурах от 2 до 60 °С. Эти электроды дают ошибки измерения при определении рН в сильнокислой и щелочной средах, обладают высоким внутренним сопротивлением, что повышает требование к измерительной аппаратуре.
 
В качестве сравнительных электродов используют каломельные и хлорсеребряные электроды. Каломельный электрод представляет собой сосуд, в котором находится слой чистой ртути, соприкасающийся со слоем каломели Hg2Cl2. Остальная часть сосуда заполнена раствором хлорида калия. Для контакта с ртутью в сосуд впаяна платиновая проволока 6. Потенциал возникает на границе ртуть — каломель и зависит от концентрации ионов ртути в слое каломели. Контакт каломельного электрода с контролируемым раствором осуществляется через раствор хлорида калия. В месте их соприкосновения устанавливается полупроницаемая перегородка, через которую постепенно просачивается раствор.
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

 


 

 
У каждой компании есть свои индивидуальные особенности. Учитывая их при проектировании сетей, специалисты "ЭЛКО Технологии" подготовят соответствующий проект и выполнят все необходимые монтажные работы под ключ (в том числе с работами по монтажу телефонных офисных сетей и сети электропитания) на основе богатого опыта подготовки и реализации сетевых проектов с применением самых передовых технологий.