Прямая потенциометрия-инометрия

В зависимости от параметров характеризующих электрические свойства растворов и электрохимические методы анализа можно классифицировать: 1.вольтамперометрия; 2.потенциометрия; 3.кулонометрия; 4.кондуктометрия; 5.электрогравиметрия.

Потенциометрические измерения можно проводить двумя способами: 1.прямая потенциометрия заключается в том, что анализируемый раствор погружают в подходящий индикаторный электрод и измеряют его потенциал относительно электрода сравнения, обычно хлор-серебряного. Затем по градуировочному графику находят концентрацию определяемого иона.

2.заключается в измерении потенциала индикаторного электрода в процессе химической реакции между определяемым ионом и подходящим титрантом. По полученной кривой титрования можно найти объем титранта необходимый для достижения конечной точки титрования и рассчитать концентрацию. Этот способ называется потенциометрией.

На практике чаще всего применяют 1 способ.

В настоящее время в аналитической химии получают новые методы прямого потенциометрического анализа объединенного под названием ионометрия. Основной задачей которой является разработка, изучение и применение ионо-селективных электродов. По определению ИЮПАК это сенсоры(чувствительные элементы, датчики), потенциалы которых линейно зависят от lga определяемого иона в растворе.

Классификация ИСЭ.

Известно несколько классификаций ионо-селективных электродов:

1.по области применения)продуктом анализа)

2.по конструкции

3.по типу мембран(твердые электроды, пленочные, жидкостные)
4.электроды с жесткой матрицей(стеклянные электроды изготовляют из специальных стекол, подбирая их состав так, чтобы мембрана проявляла повышенную селективность к определяемому иону и позволяла определять его в присутствии других ионов).

Первым ионо-селективным электродом был стеклянный электрод для измерения рН.

Электроды с кристаллическими мембранами, примером является фторид селективный электрод. Его мембрана выбрана из пластинки монокристалла фторида лонтана(3).

Уравнения Нернста для определения ЭДС электрохимической цепи (3 случая).

С целью определения концентрации искомого иона собирается электрохимическая цепь, которая условно записывается: Ag|AgCl|_p-p1=мембрана= Ag|AgCl|_p-p2

Общее ЭДС данной электрохимической цепи описывается уравнением Нернста: Е=Е₀-(2,3RT/ZaF)*lg Aa

Из анализа уравнения можно сделать выводы:

При постоянных(t, Za, R, F) общее ЭДС электрохимической цепи зависит от активности иона А. это уравнение хорошо описывает частный случай, когда в растворе присутствует только ион А. в реальных системах имеется большое влияние на общую величину ЭДС цепи. Уравнение описывающее величину ЭДС в присутствии посторонних ионов выглядит: Е=Е₀-(2,3RT/ZaF)*lg(a_A+Ek_A-j*aj*Za/Zj)

Проведем анализ слагаемых уравнения и выясним, от чего зависит общее ЭДС цепи в наибольшей степени.

А)когда в растворе присутствует только одно соединение, которое поставляет в раствор потенциал определяемого иона А.

В этом случае активность А=0

Величина S называется коэффициентом Нернста.

На величину S влияет заряд потенциала определяемого иона А:

1-59мВ; 2-29мВ; 3-19мВ; 4-14,5мВ.

Следовательно наибольший наклон градуировочного графика наблюдается для однозарядных ионов, поэтому точность анализа в этом случае будет наибольшей.

Б)если в анализируемом растворе присутствуют ионы А и В, для простоты –однозарядные. В этом случае уравнение принимает вид: Е=Е₀-S*lg(a_A+k_A-B*d_B)

K_A-B=a_A/a_B 10^-3-10^-10

Методы определения концентрации.

Основные характеристики ИСЭ.

1.диапазон измеряемых концентраций(1*10^-1—1*10^-5М)

2.коэффициент селективности

3.время отклика электрода.