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(aA+EkA-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(aA+kA-B*dB)
KA-B=aA/aB 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.
