Потенциометрический метод определения рН

В настоящее время наиболее распространен потенциометрический метод определения рН, поскольку он является наиболее точным и быстрым. Метод основан на измерении ЭДС гальванической цепи, составленной из электрода, обладающего водородной функцией, и электрода сравнения. Существует ряд электродов, обладающих водородной функцией (водородный, хингидронный, стеклянный), но в настоящее время в лабораторной практике широко применяется стеклянный электрод с водородной функцией, т.к. он обладает рядом преимуществ. Например, одним из преимуществ стеклянного электрода является то, что он позволяет определять рН раствора любого химического соединения в достаточно широком диапазоне значений.

Схематически стеклянный электрод, обладающий водородной функцией, записывается следующим образом:

Ag | AgCl, 0,1н HCl | | .

Для измерения рН раствора составляют цепь из стеклянного и хлорсеребряного электродов. Хлорсеребряный электрод является электродом сравнения. Таким образом, стеклянно-хлорсеребряная цепь записывается так:

Ag | AgCl, 0,1н НСl | | |KCl_насыщ, AgCl| Ag.

Величина потенциала стеклянного электрода (e_ст) связана с концентрацией Н⁺- ионов исследуемого раствора уравнением Нернста:

или

e_Н+ст. = e°_Н+ст. + 0,0579 lgа_Н+

где: e⁰_ст – потенциал асимметрии стеклянного электрода, величина переменная (в отличие от металлов) и поэтому требующая корректировки по буферным растворам.

Расчет рН растворов при использовании стеклянно-хлорсеребряной цепи потенциометрическим методом заключается в следующем. ЭДС любой гальванической цепи равна разности электродных потенциалов:

Е = e_Н+ст. - e_хл.

подставим в данное уравнение значение электродного потенциала стеклянного электрода:

Е = e°_Н+ст. + 0.0579 lgа_Н+ - e_хл.

решим данное уравнение относительно рН:

-0.0579 lgа_Н+ = e°_Н+ст. - e_хл. – Е

а т.к. -lgа_Н+ = рН, то

рН = e°_Н+ст. - e_хл. – Е / 0,0579