Практикум по агрохимии - 2-е изд. - Минеев В.Г.
ISBN 5-211-04265-4
Скачать (прямая ссылка):
Концентрацию вещества вычисляют по формуле: C = I00 а /1 [а]Д, где а - угол вращения исследуемого вещества; / - длина трубки, дм; [a]Jl - удельный угол вращения вещества.
Использование результатов анализа. Поляриметрический анализ широко применяют для определения качества сахарной свеклы как сырья сахарной промышленности. Метод экономичен, отличается простотой выполнения, быстротой и высокой точностью. Поляриметрия имеет большое значение и для теоретических исследований. По величине и направлению вращения плоскости поляризации света можно получить представление о химическом строении и пространственной конфигурации органических соединений, а также о механизме реакций, продукты которых имеют асимметричный атом углерода.
ИОНОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Теория вопроса, значение и принцип метода
Область потенциометрии, в которой используют ионоселективные электроды, называют ионометрией.
В основе ионометрических методов анализа лежит зависимость потенциала электрода от концентрации ионов в растворе, описываемая уравнением Нернста:
Е = Е0± ' Ina, ° п • F
где Е„ - стандартный электродный потенциал (т.е. потенциал электрода в среде с активностью иона а = 1), R - универсальная газовая постоянная; F - постоянная Фарадея; а, - активность иона, T- абсолютная температура.
Электрод, потенциал которого зависит от активности определенных ионов, называют индикаторным. Однако потенциал отдельно взятого индикаторного электрода нельзя измерить, его всегда определяют по отношению к электроду сравнения. Оба электрода вместе представляют собой гальваническую пару с определенной, зависящей от концентрации раствора и типа электродов ЭДС, которую можно легко измерить.
31
Электроды сравнения. В качестве электрода сравнения чаще всего используют хлорсеребряный электрод. Устройство хлорсеребряного электрода показано на рис. 12.
Электрод представляет собой серебряную проволоку (6) (на которую электролитическим путем нанесен слой хлорида серебра), погруженную в насыщенный раствор хлорида калия (4). Раствор KCl солевым мостиком (7) связан с анализируемым раствором. Асбестовая нить (2) служит для затруднения диффузии внешнего раствора внутрь электрода.
Рис. 12. Устройство хлорсеребряного электрода ЭВЛ-1МЗ: 1 - корпус, 2 - асбестовая нить,
3 - резиновая пробка и отверстие для залива раствора KCl,
4 - раствор KCl,
5 - слой AgCl1
6 - серебряная проволока,
7 - солевой мостик
Иногда кроме хлорсеребряного в качестве электрода сравнения применяют каломельный.
Индикаторные электроды. Индикаторные электроды для потенциометри-ческих измерений бывают двух основных типов - металлические и мембранные (ионоселективные).
Для металлических электродов характерна электронная проводимость, для мембранных - ионная. Металлические электроды используют для определения окислительно-восстановительного потенциала раствора (неактивные индикаторные электроды из благородных металлов), а также для измерения концентрации отдельных ионов (активные электроды). Более чувствительные ионселективные электроды в зависимости от типа мембраны бывают твердофазными, жидкостными и пластифицированными. Одним из наиболее широко используемых ионоселективных твердофазных электродов является классический стеклянный электрод для измерения pH.
Зависимость потенциала электрода от активности потенциал-определяющего иона можно выразить модификацией уравнения Нернста: E = Eo±Slga,
где E - измеряемый потенциал; Eo - константа; S - тангенс угла наклона электродной функции; а - активность определяемого иона.
32
Для разбавленных растворов сильных электролитов или для растворов с постоянной ионной силой (достигается введением и в стандартные и в исследуемые растворы избытка индифферентного электролита) с достаточной степенью точности активность а может быть заменена концентрацией [С]: E = Eo ±S Ig [С].
Для однозарядного иона коэффициент наклона электродной функции равен 59,16 мВ на единицу измерения активности или концентрации определяемого иона в логарифмическом масштабе.
Для измерения потенциалов электродов используют высокоомные потенциометры специальной конструкции - так называемые pH-метры или иономеры. На рис. 13 показана схема передней панели универсального иономера 3BV/4. Шкала прибора проградуирована не только в мВ, но и в единицах pH или рХ (рХ - отрицательный логарифм концентрации ионов). Все измерения проводятся в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. С помощью иономеров можно определять не только концентрацию катионов (как на pH-метрах), но и анионов.
МОНОМЕР ЭВ-74 (рис. 13). Порядок работы (калибровка NOd.
1. Прибор с подготовленными к работе и присоединенными в соответствии с инструкцией нитратным и хлорсеребряным электродамми включают тумблером (3).
2. После прогревания (40 - 50 мин.) если необходимо, корректируют нуль гальванометра (8) с помощью отвертки. При этом переключатель термокомпенсации должен находиться в положении «Ручн.».
3. Ручки «Температура раствора» и «рНи» приводят в крайнее левое положение. Нажимают клавишу «Анионы/ Катионы».
