Потенциометрия сущность метода кратко

Обновлено: 04.07.2024

Наиболее полная информация о чистой воде, дополняемая Вами.

Потенциометр представляет замкнутую сборку с двумя резисторами в регулируемой цепи постоянного тока. Слабый сигнал, созданный в гальваническом элементе из электродов, погруженных в емкость с исследуемым электролитом, усиливается, выводится на шкалу вольтметра. В отличие от других электрохимических аналитических приборов, источником ЭДС в потенциометрии является только исследуемая среда.

Особенности метода

Суть метода в измерении разности потенциала в пробе и перевода ЭДС в количественный показатель измеряемого ингредиента, после достижения системой равновесного потенциала. В приборе один электрод настроен на стандартную величину, называется электродом сравнения. Рабочий электрод опущен в исследуемую жидкость. Между стандартным и рабочим полуэлектродами генерируется разница потенциалов: E=E1-E2. Величина зависит от концентрации измеряемого компонента в растворе. Шкала вольтметра градуирована под единицы измерения лабораторного прибора. Потенциометрические методы относятся к электрохимическим. Они позволяют определять содержание вещества в редоксометрии, ионометрии, рН-метрии, проводить потенциометрическое титрование.

Виды и типы лабораторных приборов для потенциометрических методов анализа

Тип рабочего электрода лабораторных потенциометров определяет специализацию:

Прибор для определения кислотности среды, рН-метр.
Иономер, стационарный или переносной прибор с набором ионоселективных электродов для определения качественных характеристик воды с разной степенью загрязнения.
Кондуктометр ЕС – измеряет проводимость вещества в зависимости от ионного состава. Амперометрическое титрование позволяет определить жесткость воды. Ионы кальция и магния обладают наименьшей электропроводностью, этим и выделяются из общего солевого состава.

Определяющим в назначении прибора служит рабочий электрод. Он должен реагировать на среду избирательно, обладать химической устойчивостью к побочным компонентам. В потенциометре применяются только обратимые электроды. Их особенность – реагировать на скачки ЭДС, потом держать равновесность.

В качестве рабочих применяют металлические и мембранные электроды. К металлическим относят активные и инертные электроды. Активными считают электроды I-III рода из восстановленных ионов Ag, Pb, Cu. Инертные электроды i-рода - система из металла в растворе собственного иона.

Другой тип ионоселективные – обмен выполняют ионы. В аналитической химии чаще всего используют ионоселективные электроды, важнейшей определенного заряда и размера.

Потенциометрические исследования водного раствора определяют как прямые и косвенные. Прямым называют анализ, если проба не требует дополнительной обработки. Измерение ЭДС проводится в один прием. Метод косвенный, если в ходе определения в сосуд добавляется титрант или проводится осаждение мешающего определению, другого иона.

Методы прямого потенциометрического анализа

В лабораторных исследованиях потенциометры служат для прямого определения ионов, с использованием разных индикаторных электродов. В дальнейшем пересчет на определяемый ингредиент проводится по уравнению Нернста.

в редоксометрии, измеряя окислительно-восстановительный потенциал жидкости;
в ионометрии для определения концентрации солевого состава с применением ионоселективного электрода;
в рН-метрии для определения уровня кислотности среды водных и неводных растворов.

Важно, чтобы индикаторный электрод соответствовал выполняемому анализу.

Применение потенциометра в титриметрических анализах

Потенциометрическое титрование построено на постепенном добавлении реагента. Но точка эквивалентности определяется не по изменению цвета раствора, по изменению ЭДС. Перед достижением точки равновесия происходит скачок потенциала на электроде, титрование автоматически прекращается.

Разработано 4 вида потенциометрического титрования:

Кислотно-основное, применяется, если титруются смеси двух кислот разной силы, образующие 2 скачка на экспоненте. Метод подходит для водных и неводных растворов, при достижении точки эквивалентности резко меняется ЭДС.
Комплексонометрическое титрование по определению ионов меди ведут с медным электродом, цинка с цинковым или с универсальным, из амальгамы золота.
Титрование с осаждением дает две экспоненты, определяемого иона и осадителя.
Реакцией окисления-восстановления определяют ионы металлов с применением I-электрода. Количество вещества находят по калибровочному графику.

Процесс титрования применим для окрашенных и мутных растворов. Позволяет определить несколько элементов в одной пробе.

Для осадительного титрования выбирают серебряный или хлоридсеребряный электрод. В комплекометрических и окислительно-восстановительных анализах необходимо применить платиновый. Точки эквивалентности реакции должны быть рассчитаны, графики экспоненты построены заранее.

В чем преимущество применения потенциометрии

Чем больше в оснастке лаборатории приборов, тем выше требования к квалификации исполнителя и точнее результаты. Прибор совместим с системами учета и контроля данных.

Высокая точность результатов достигается в слабоокрашенных или опалесцирующих растворах малой концентрации. Метод позволяет получить результат в мутной среде.

Потенциометрическое титрование является единственной возможностью получить результат в неводном растворе, если продукт несовместим с водой.

Возможность раздельного результата по ряду близких компонентов, учитывая поведение каждого из них в графике. Высокая точность результатов за счет усиления малых токов на выходе сигнала.

Анализ относится к неразрушающим структуру пробы – ее можно использовать для дальнейших исследований.

Погрешность прямого измерения– 2-10 %, а титриметрического – 0,5 – 1 %, считается невысокой.

Приборы, основанные на принципе измерения ЭДС используются в быту и на предприятиях для экспресс анализов на загрязнение почвы, воды, продуктов солями, азотистыми соединениями, определения кислой или щелочной среды.

Прямая потенциометрия на примере определения рН

Прибор рН-метр обязателен в оснащении лабораторий любого уровня. Измерение кислотности или щелочности – первый этап обработки жидких проб. Два электрода в сосуде с рабочей пробой создают ЭДС среды, причем стандартный электрод отрегулирован на 0 при рН 7 под нейтральный ионный состав воды ( Н2О = +Н=+ОН= 1,004*10 -7). Показатель –lg [H+] определяет рН. В нейтральной среде показатель 7 единиц, потенциометр показывает 0. Когда количество ионов +Н в растворе уменьшается, рН изменяется от 7 до 14, среда щелочная, и наоборот.

Стандартный электрод может быть отрегулирован на любой рН по буферному раствору. Соответственно 0 – показатель, зависящий от целевого назначения прибора. Если среда измерений постоянно сильно кислая, 0 может соответствовать 4 единицам. Тогда потенциал для генерации нулевого напряжения будет происходить при рН 4, чтобы уменьшить погрешность.

Определение кислотности среды ведется измерительным электродом с использованием тонкой стеклянной мембраны, проницаемой для +Н. Устройство относится к разновидности ионообменных, представляет стеклянную трубку с шариком, заполненным раствором соляной кислоты. Электрод сравнения – хлорсеребряный. Шкала показаний вольтметра отрегулирована на единицы рН. Показания выводятся на шкалу вольтметра, градуированную под нужные единицы рН в диапазоне 0-14.

Для каждого потенциометрического анализа применяется отдельная методика определения.

Живой организм можно рассматривать с точки зрения электрохимии как систему, состоящую из клеток и межклеточного пространства, заполненного раствором электролитов.

Все биологические ткани и жидкости обладают определенной электрической проводимостью.

В медицинской практике широко применяют методы электродиагностики и электролечения, основанные на использовании электрической проводимости тканей организма и ответных реакций на электрическое воздействие.

В биологических системах образование и разрушение двойного электрического слоя на клеточных мембранах сопровождается распределением электронных импульсов вдоль нервных и мышечных волокон.

Как правило, поверхность живых клеток и тканей имеет значительный отрицательный заряд за счет ионогенных групп макромолекул белков, находящихся на поверхности.

Отрицательный заряд макромолекул белков обусловлен тем, что рН большинства сред организма превышает изоэлектрическую точку белков. Под действием электростатических сил к отрицательно заряженной поверхности клеточных мембран и тканей будет подходить положительно заряженные ионы Nа + , K + , Са 2+ и др., что приведет к возникновению двойного электрического слоя.

В биологических системах образование и разрушение двойного электрического слоя на клеточных мембранах сопровождает изменения проницаемости клеточных мембран и распространения электрических импульсов вдоль нервных и мышечных волокон.

К электрокинетическим методам анализа относят методы, основанные на электрохимических явлениях: изменение ЭДС или рН раствора, сопротивления системы или ее проводимости.

Электрохимические методы анализа широко используют в медико-биологических исследованиях для качественного и количественного определения в биологических жидкостях электролитов, белков, гормонов, витаминов, ферментов и других веществ; определения степени насыщенности крови кислородом, состава выдыхаемого воздуха, определения вредных веществ в сточных водах и воздухе промышленных предприятий.

Потенциометрией называют физико-химический метод анализа, позволяющий определять концентрации ионов на основе измерения электродвижущей силы гальванической цепи, содержащей исследуемый раствор.

Для потенциометрических измерений составляют гальванический элемент из двух электродов: электрода сравнения и индикаторного; потенциал последнего зависит от концентрации (активности) анализируемых ионов. Например:

Стекл. электрод | H + (НСl), рН-? || КСl_насыщ., АgСl |Аg

Различают прямую потенциометрию и потенциометрическое титрование.

Прямая потенциометрия применяется для непосредственного определения концентрации различных ионов в растворе.

Потенциометрическое титрование – это метод анализа, в котором точка эквивалентности определяется по изменению в ходе титрования электродвижущей силы гальванической цепи, содержащей анализируемый раствор. Потенциометрическое титрование состоит в том, что к анализируемому раствору, в который опущены индикаторный и стандартный электроды, порциями добавляют титрант и после каждого добавления измеряют электродвижущую силу гальванической цепи. По результатам титрования строят кривую титрования .

Для более точного нахождения объема рабочего раствора в момент эквивалентности пользуются дифференциальной кривой титрования. Её рассчитывают по изменению ЭДС и объема титранта в процессе титрования. График строят в дифференциальных координатах. В этом случае кривая титрования имеет максимум, соответствующий моменту эквивалентности.

Кривые потенциометрического титрования:

А — кривая титрования сильной кислоты сильным основанием;

Б — дифференциальная кривая титрования.

По кривой титрования находят точку эквивалентности и объем рабочего раствора, который пошел на титрование. На основании закона эквивалентов рассчитывают концентрацию вещества в исследуемом растворе.

Методом потенциометрического титрования анализируют не только истинные растворы, но и мутные, окрашенные, коллоидные системы.

Метод потенциометрии позволяет объяснить механизм генерирования и распространения нервных импульсов, природу реакций биологического окисления и гидролиза. Метод прямой потенциометрии применяют для клинического анализа на ионы Н + , К + , Na + , Ca 2+ , Cl - , I - , HS - и других в биологических жидкостях, растворах лекарственных препаратов и солевых кровезаменяющих жидкостях, на молекулы глюкозы, мочевины, аминокислот, а также для контроля окружающей среды.

Контрольные вопросы

1. Понятие о двойном электрическом слое (ДЭС). Механизм образования. Термодинамика ДЭС.

2. Уравнение Нернста, его анализ. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал.

3. Стандартный водородный электрод, его устройство, электродная реакция, значение.

4. Гальванические цепи для определения стандартных электродных потенциалов.

5. Электроды сравнения. Хлорсеребряный электрод, его электродная реакция, электродный потенциал.

6. Электроды определения. Стеклянный электрод, его электродная реакция, электродный потенциал.

7. Ионселективные электроды и их применение в медико-биологических исследованиях.

8. Потенциометрический анализ. Потенциометрическое титрование, сущность метода, значение для биологии и медицины.

Типовые задачи

За дача 1. Составить схему гальванической цепи для измерения стандартного электродного потенциала никелевого электрода и рассчитать величину ЭДС указанного гальванического элемента.

Стандартные параметры, при которых определяются величины стандартных электродных потенциалов:

Р = 101,325 кПа (1 атм.); Т = 298К(25 0 С); а _{катиона} = 1 мольˑдм – 3

1) Схема стандартного никелевого электрода:

Ni/Ni 2+ ; E 0 (Ni/Ni 2+ ) = – 0,25 B (см. Приложение 3.4.)

2) Схема стандартного водородного электрода:

а(Н + ) = 1 моль/дм – 3

3) Схема гальванической цепи:

p(H₂) = 1атм а(Н + ) = 1моль/дм 3

ЭДС = 0 – (– 0,25) = 0,25В

Ответ: ЭДС = 0,25В

Задача 2. Гальванический элемент состоит из стеклянного и насыщенного хлорсеребряного электродов. При 25 0 С ЭДС составляет 0,036 В. Рассчитать потенциал стеклянного электрода, если для данной концентрации ионов водорода потенциал насыщенного хлорсеребряного электрода выше потенциала стеклянного электрода.

1) Запишем схему гальванической цепи:

Стеклянный электрод │ Н + ║ AgCl │ Ag

2) Выразим ЭДС гальванического элемента и рассчитаем потенциал стеклянного электрода:

ЭДС = Е (х/с) – Е (ст.)

Е (ст.) = Е (х/с) – ЭДС

Е (ст.) = 0,222 – 0,036 = 0,186 В

Ответ: Е (ст.) = 0,186 В

Задача 3. Гальванический элемент состоит из водородного электрода, опущенного в мочу с рН 5,3 и насыщенного хлорсеребряного электрода. Определить величину ЭДС при 25 0 С.

1) Рассчитаем потенциалы водородного электрода:

Так как Е 0 (Н + /½Н₂) = 0 В

Уравнение примет вид:

Е (Н + /½Н₂) = – 0,059 · 5,3= – 0,314 В

2) Сравним потенциалы водородного и насыщенного хлорсеребряного электродов:

3) Составим схему гальванической цепи и рассчитаем ЭДС:

(Pt)H_{2 │} H + ║ AgC1 │ Ag

ЭДС = 0,222 – (– 0,314) = 0,536 В

Задача 4. Как изменится потенциал медного электрода, если раствор сульфата меди в жидкой фазе этого электрода разбавить в 5 раз? Е 0 (Сu 2+ /Cu) = 0,34 B (см. Приложение 3.4.).

1)Выразим потенциал медного электрода до разбавления:

Е₁ (Сu 2+ /Cu) = E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg а (Cu 2+ )

2)Выразим потенциал медного электрода после разбавления:

Е₂ (Сu 2+ /Cu) = E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg a (Cu 2+ ) / 5

3)Определим разность потенциалов медного электрода до и после разбавления:

ΔЕ = Е 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2·lg a (Cu 2+ ) – E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg a (Cu 2+ ) / 5

ΔЕ = 0,0295 (lg a (Cu 2+ ) – lg a (Cu 2+ ) / 5)

ΔЕ = 0,0295 (lg a (Cu 2+ ) – lg a (Cu 2+ ) + lg 5); т.к. lg5 = 0,7

ΔЕ = 0,0295 · 0,7 = 0,02 В

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите правильный вариант ответа

01. УКАЖИТЕ СХЕМУ ХЛОРСЕРЕБРЯНОГО ЭЛЕКТРОДА

02. НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ – РАСТВОР СОЛИ МЕТАЛЛА ВОЗНИКАЕТ ___________ ПОТЕНЦИАЛ

03. УРАВНЕНИЕ НЕРНСТА ИМЕЕТ ВИД

1) E = E 0 ± ln a_{кат., ан.} 2) E = E 0 ± lg a_{кат., ан.} 3)_E ₌ _E 0 _± _lg _a_{(кат./ан.)}

04. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ КРИВАЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ ИМЕЕТ ВИД

05. ВЕЛИЧИНА СТАНДАРТНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА НЕ ЗАВИСИТ ОТ

1) концентрации вещества в растворе

2) природы электрода

3) величины ЭДС гальванического элемента

06. ПРИНЦИП ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ рН ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В

1) измерении ЭДС цепи, состоящей из электродов определения и сравнения

2) измерении потенциала электрода сравнения

3) измерении электрической проводимости исследуемого раствора

4) измерении потенциала хлорсеребряного электрода

07. НАЙДИТЕ ЭДС ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА, СОСТАВЛЕННОГО ИЗ МАГНИЕВОГО И ЦИНКОВОГО ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ 25 0 C, ЕСЛИ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ Mg 2+ И Zn 2+ В РАСТВОРЕ ОДИНАКОВЫ И РАВНЫ 0,1 МОЛЬ/Л.

Е 0 (Мg 2+ /Mg) = – 2,37 B; Е 0 (Zn 2+ /Zn) = – 0,74 B

Потенциометрический анализ.

Потенциометрическое титрование, сущность метода, значение для биологии и медицины.

Все биологические ткани и жидкости обладают определенной электрической проводимостью.

Стекл. электрод | H + (НСl), рН-? || КСl_насыщ., АgСl |Аg

Различают прямую потенциометрию и потенциометрическое титрование.

Кривые потенциометрического титрования:

А — кривая титрования сильной кислоты сильным основанием;

Б — дифференциальная кривая титрования.

Контрольные вопросы

1. Понятие о двойном электрическом слое (ДЭС). Механизм образования. Термодинамика ДЭС.

2. Уравнение Нернста, его анализ. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал.

3. Стандартный водородный электрод, его устройство, электродная реакция, значение.

4. Гальванические цепи для определения стандартных электродных потенциалов.

5. Электроды сравнения. Хлорсеребряный электрод, его электродная реакция, электродный потенциал.

6. Электроды определения. Стеклянный электрод, его электродная реакция, электродный потенциал.

7. Ионселективные электроды и их применение в медико-биологических исследованиях.

Типовые задачи

Стандартные параметры, при которых определяются величины стандартных электродных потенциалов:

Р = 101,325 кПа (1 атм.); Т = 298К(25 0 С); а _{катиона} = 1 мольˑдм – 3

1) Схема стандартного никелевого электрода:

Ni/Ni 2+ ; E 0 (Ni/Ni 2+ ) = – 0,25 B (см. Приложение 3.4.)

2) Схема стандартного водородного электрода:

а(Н + ) = 1 моль/дм – 3

3) Схема гальванической цепи:

p(H₂) = 1атм а(Н + ) = 1моль/дм 3

ЭДС = 0 – (– 0,25) = 0,25В

Ответ: ЭДС = 0,25В

1) Запишем схему гальванической цепи:

Стеклянный электрод │ Н + ║ AgCl │ Ag

2) Выразим ЭДС гальванического элемента и рассчитаем потенциал стеклянного электрода:

ЭДС = Е (х/с) – Е (ст.)

Е (ст.) = Е (х/с) – ЭДС

Е (ст.) = 0,222 – 0,036 = 0,186 В

Ответ: Е (ст.) = 0,186 В

1) Рассчитаем потенциалы водородного электрода:

Так как Е 0 (Н + /½Н₂) = 0 В

Уравнение примет вид:

Е (Н + /½Н₂) = – 0,059 · 5,3= – 0,314 В

2) Сравним потенциалы водородного и насыщенного хлорсеребряного электродов:

3) Составим схему гальванической цепи и рассчитаем ЭДС:

(Pt)H_{2 │} H + ║ AgC1 │ Ag

ЭДС = 0,222 – (– 0,314) = 0,536 В

1)Выразим потенциал медного электрода до разбавления:

Е₁ (Сu 2+ /Cu) = E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg а (Cu 2+ )

2)Выразим потенциал медного электрода после разбавления:

Е₂ (Сu 2+ /Cu) = E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg a (Cu 2+ ) / 5

3)Определим разность потенциалов медного электрода до и после разбавления:

ΔЕ = Е 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2·lg a (Cu 2+ ) – E 0 (Сu 2+ /Cu) + 0,059/2· lg a (Cu 2+ ) / 5

ΔЕ = 0,0295 (lg a (Cu 2+ ) – lg a (Cu 2+ ) / 5)

ΔЕ = 0,0295 (lg a (Cu 2+ ) – lg a (Cu 2+ ) + lg 5); т.к. lg5 = 0,7

ΔЕ = 0,0295 · 0,7 = 0,02 В

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите правильный вариант ответа

01. УКАЖИТЕ СХЕМУ ХЛОРСЕРЕБРЯНОГО ЭЛЕКТРОДА

02. НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ – РАСТВОР СОЛИ МЕТАЛЛА ВОЗНИКАЕТ ___________ ПОТЕНЦИАЛ

03. УРАВНЕНИЕ НЕРНСТА ИМЕЕТ ВИД

1) E = E 0 ± ln a_{кат., ан.} 2) E = E 0 ± lg a_{кат., ан.} 3)_E ₌ _E 0 _± _lg _a_{(кат./ан.)}

04. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ КРИВАЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ ИМЕЕТ ВИД

05. ВЕЛИЧИНА СТАНДАРТНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА НЕ ЗАВИСИТ ОТ

1) концентрации вещества в растворе

2) природы электрода

3) величины ЭДС гальванического элемента

06. ПРИНЦИП ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ рН ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В

1) измерении ЭДС цепи, состоящей из электродов определения и сравнения

2) измерении потенциала электрода сравнения

3) измерении электрической проводимости исследуемого раствора

4) измерении потенциала хлорсеребряного электрода

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Тема: Потенциометрический метод анализа.

Теоретические основы потенциометрического метода анализа

Потенциометрический анализ - метод определения концентрации ионов, основанный на измерении электрохимического потенциала индикаторного электрода, погруженного в исследуемый раствор.

Впервые Нернст вывел уравнение, связывающее электродный потенциал с активностью (концентрацией) компонентов обратимой окислительно-восстановительной системы. В разбавленных растворах коэффициенты активности ионов близки к единице, а активность близка к концентрации, поэтому можно пользоваться уравнениями Нернста в концентрационной форме:

Е = Е ₀ + 0.058lgC _Ме +n /n (1)

Если измерения проводят в растворах, содержащих ионы одного и того же металла в различных степенях окисления, то:

Е = Е ₀ + 0.058lg([Ok]/[B])/n (2)

В первом случае применяют электрод из вещества, ионы которого содержаться в растворе. Во втором случае применяют инертный металлический электрод, чаще всего платиновый, потенциал которого зависит от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм ионов.

Возможны два варианта использования этих уравнений в аналитической химии.

Первый - это измерение потенциала электрода, погруженного в исследуемый раствор, и вычисление концентрации определяемых ионов по уравнению (1). Можно также пользоваться мембранными ионоселективными электродами. Этот метод получил название прямой потенциометрии.

Второй вариант - это метод потенциометрического титрования. Сущность метода заключается в том, что в исследуемый раствор погружают индикаторный электрод и титруют раствор, определяя в процессе титрования потенциал электрода (разность потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения). В процессе титрования концентрация определяемых ионов изменяется в зависимости от объема прибавленного рабочего раствора неравномерно: сначала это изменение невелико, затем становится более заметным и, наконец, в точке эквивалентности достигает наибольшего значения. При этом потенциал электрода, зависящий от концентрации ионов в растворе, также изменяется, причем максимальное изменение соответствует эквивалентному отношению реагирующих веществ. Зависимость потенциала от объема рабочего раствора выражается кривой титрования (рис. 1). По кривой титрования можно установить точку эквивалентности как точку перегиба кривой. Ордината точки перегиба соответствует потенциалу электрода в конце титрования, а абсцисса - объему рабочего раствора, израсходованного на определение.

Рис. 1. Кривая потенциометрического титрования

Рис. 2. Кривая титрования смеси хлорида и йодида калия раствором нитрата серебра.

Таким образом, потенциометрическое титрование представляет собой обычный титриметрический метод анализа; разница заключается в том, что точку эквивалентности определяют по характерному изменению потенциала электрода в процессе титрования, а не при помощи цветных индикаторов.

Потенциометрическое титрование применяют главным образом для определения сравнительно больших количеств вещества. Его преимущества по сравнению с обычным титрованием следующие.

- Можно титровать окрашенные растворы, когда цветные индикаторы не применимы.

- Легко можно определить, не прибегая к предварительному разделению, несколько веществ в смеси. На кривой титрования получается несколько скачков потенциала, по которым находят объем рабочего раствора, израсходованного на взаимодействие с каждым компонентом сложного раствора. Пример - рис. 2, где приведена кривая титрования смеси растворов хлорида и йодида калия раствором нитрата серебра.

Для потенциометрического анализа требуется специальная аппаратура. Поэтому его имеет смысл применять только в тех случаях, когда задача не решается посредством обычных титриметрических методов.

Классификация потенциометрических методов анализа такая же, как и обычных титриметрических методов: в ее основе лежат различные типы химических реакций:

1 . Методы осаждения и комплексообразования . Примеры: титрование галогенидов нитратом серебра; титрование катионов меди, цинка, кадмия, свинца, серебра раствором гексацианоферрата (11); титрование катионов алюминия, бериллия, магния раствором фторида натрия по реакции комплексообразования и др.

2. Методы окисления-восстановления . Примеры: титрование растворами окислителей или восстановителей. Перманаганатометрия, хроматометрия, йодометрия и др.

3. Методы кислотно-основного титрования. Определение слабых и сильных кислот и их солей, когда нельзя применять цветные индикаторы.

Читайте также: