Стандартные шкалы активности ионов водорода

Из выражений (7.44) и (7.45) видно, что потенциал водородного электрода определяется не только активностью водородных ионов, но и парциальным давлением газообразного водорода. Следовательно, водородный электрод (так же как и другие газовые электроды) более сложный, чем электроды первого или второго рода, потенциалы которых зависят непосредственно от активности одного сорта частиц. Согласно определ гнию условной шкалы электродных потенциалов стандартный потенциал водородного электрода н+ 112 температурах принято равным нулю, поэтому [c.166]

Водным контрольным раствора.м, по которым стандартизируют стеклянный электрод рН-метра, были приписаны значения pH (8), основанные на стандартном контрольном состоянии и условии для активностей, подобном условию, приведенному в уравнении (36). Если бы не было неопределенного остаточного диффузионного потенциала Е , то этот практический гальванический элемент позволял бы определять активности иона водорода по условной шкале, отнесенной к тем стандартным растворам, по которым гальванический элемент был отрегулирован перед измерениями. Поэтому инструментальные значения pH, определенные в неводных или смешанных растворителях, формально могут быть выражены в единицах р/ н относительно стандартного состояния в воде следующим образом [c.342]

Водородный электрод для измерения потенциала можно получить, погружая пластинку платинированной платины в раствор, насыщенный водородом при давлении 1 ат (рис. 3.2), или, что более удобно, измеряют потенциал с помощью стеклянного электрода, который также обратим по отношению к водородным ионам. Заметим, что потенциал электрода равен нулю, если и активность водородных ионов, и давление газообразного водорода (в атмосферах) равны единице. Это и есть стандартный водородный потенциал. Таким образом, потенциал полуэлемента для любого электрода равен э. д. с. элемента, где в качестве второго электрода использован стандартный водородный электрод. Потенциал полуэлемента для любого электрода, определенный таким образом, называется потенциалом по нормальному стандартному) водородному электроду или по водородной шкале и обозначается или н. в. а- [c.34]

Водородный электрод может служить на практике в качестве электрода сравнения при условии, что концентрацию ионов Н" можно поддерживать на установленном уровне, например при помощи буферного раствора. Его применение упрощает вычисления, так как водородный электрод является нулевой точкой на шкале потенциалов (при условии, что активность ионов водорода равна единице), но он редко используется в аналитической практике из-за неудобства обращения с газом. Всякий электрод из числа других специально предназначенных электродов может заменить водородный, но потенциал его не может быть приравнен нулю. Наиболее распространенным из этих других стандартных электродов сравнения является каломельный электрод, который состоит из небольшого количества ртути, покрытой тонким слоем [c.50]

При применении водородного электрода (платиновый электрод, омываемый газообразным водородом) и соблюдении стандартных условий (при 18—25°С, давлении 1 ат и концентрации или активности растворенных компонентов, равной 1) получают нормальные потенциалы Ненормальные потенциалы, представленные в табл. 35, располагаются в последовательный ряд, аналогичный шкале электроотрицательности. Для дегазационной практики больший интерес представляют не элементы, а соединения с высоким окислительным потенциалом. На основании закона действия масс и из данных табл. 36 следует, что повышение концентрации водородных ионов [c.318]

В тех случаях, когда измеряется э. д. с. ячейки, вопрос об электроде сравнения отпадает, поскольку величина э. д. с. численно равна разности двух электродных потенциалов. Когда же с помощью уравнения Нернста рассчитывают электродные потенциалы, нельзя не учитывать потенциал электрода сравнения. Электродные потенциалы всегда рассматривают относительно электрода сравнения. В настоящее время для их вычисления применяют водородную шкалу, в которой за нуль принят потенциал стандартного водородного электрода (СВЭ) с активностью ионов водорода в растворе, равной единице, и давлением водорода, равном 0,1013 МПа. [c.107]

Потенциал электродов принято выражать в некоторой условной шкале, принимая потенциал одного из электродов равным нулю . В настоящее время общепринятой является шкала, в которой за нуль выбран потенциал стандартного водородного электрода. В этом электроде активность ионов водорода в растворе и фугитивность газообразного водорода над раствором равны единице. [c.168]

Б. Стандартные шкалы активности ионов водорода [c.340]

Стандартные химические нотенциалы неизвестны, и поэтому ф° и абсолютный скачок нотенциала ф не могут быть рассчитаны. Нет также экспериментальных методов измерения абсолютного скачка нотенциала на границе электрод - раствор. Поэтому для сопоставления значений нотен-циалов различных электродов условились измерять их относительно нотенциала равновесного водородного электрода в стандартных условиях, нри которьк активность ионов водорода в растворе равна единице, а давление водорода равно нормальному атмосферному давлению. Нормальное атмосферное давление в единицах СИ равно 1,013-10 На, однако но водородной шкале потенциалов нормальное давление условно принято равным единице. Выражение для равновесного абсолютного скачка нотенциала в случае водородного электрода нри давлении газообразного водорода, равном нормальному атмосферному давлению, можно записать в виде [c.42]

Впервые этот метод был использован Бейтсом и Гугенгеймом при разработке определения понятия pH. В США (Национальное бюро стандартов), а затем и в других странах были приняты стандартные шкалы активности ионов водорода [320]. [c.151]

Установление условной шкалы активности ионов водорода при данной температуре эквивалентно фиксированию индивидуального потенциала водородного электрода в тех растворах, к которым отнесены значения рН . Следует помнить, что произвольный нуль потенциала, который образует основу для водородной шкалы электродных потенциалов — это стандартный потенциал Е°н обратимого водородного электрода. Таким образом [c.39]

Из сравнения инструментального определения с уравнением (П. 16) видно, что необходимое условие нахождения измеренного pH в пределах шкалы, определенной стандартом активности,-состоит в том, чтобы стандартный потенциал не изменялся при замене стандартного раствора исследуемым. Это условие приблизительно выполняется лишь в том случае, если исследуемый раствор представляет бесконечно разбавленный раствор простых веществ и их кислотность точно соответствует кислотности избранного стандартного раствора. К сожалению, подавляющее большинство испытуемых растворов не подчиняется этим строгим требованиям и измеренные величины pH не могут рассматриваться как приближенная (условная) мера активности ионов водорода в исследуемой среде. [c.39]

Показатель единой шкалы кислотности, который Измайлов обозначил через рА, отнесенный к единому стандартному состоянию (бесконечно разбавленный водный раствор), опредеЛяется величиной обратного логарифма активности ионов водорода в данном растворителе НМ [c.421]

Индикаторным может служить водородный электрод, к-рый представляет собой покрытую платиновой чернью платиновую пластинку, погруженную в р-р к-ты, насыщенный газообразным водородом. При парциальном давлении водорода р = 1 атм (101,3 кПа) и активности ионов НзО Hj o+ = 1 потенциал этого электрода принят за нуль при любой т-ре (стандартный водородный электрод). В соответствии с ур-нием Н 4-е VjHj потенциал водородного электрода Е= —0,0591 pH (В) при 25 °С. Водородный электрод пригоден для определения pH в интервале от О до 14. Для практич. работы он не удобен из-за относительно сложной конструкции, довольно быстрого отравления платины, необходимости получения электролитически чистого Hj и невозможности измерения pH в присут. окислителей, восстановителей и ионов тяжелых металлов. Поэтому обычно применяют др. электроды, обратимые относительно ионов Н ,-сурьмяный, хингидрон-ный и стеклянный, потенциалы к-рых отсчитывают от потенциала стандартного водородного электрода (водородная шкала потенциалов). [c.71]

Чтобы определить шкалу pH, более целесообразно прибегнуть к выражению не через термодинамические представления. В поиске такого выражения существенную помощь оказывает тот факт, что главным назначением шкалы pH является определение относительных кислотности и щелочности системы. Таким образом, мы прежде всего заинтересованы в таком определении, которое позволило бы проводить измерение кислотности, даже если бы оно и не давало истинную активность ионов водорода. Попытаемся при этом построить шкалу pH, согласующуюся насколько возможно с термодинамическим определением. Учитывая последнее, обратимся вновь к уравнению (12-56). Когда разработаны методы определения pH стандартного раствора и измерена э. д. с. ячейки, неизвестной величиной в уравнении будет постоянная величина Е° -1- Е ). Если даже принять, что эта величина может изменяться каким-либо образом с изменением pH, можно приготовить серию стандартных растворов с различными значениями pH. Наконец, можно даже отказаться от термодинамического соотношения и, в конце концов, найти способ измерения какого-либо свойства, связанного с кислотностью. В основном в настоящее время метод определения шкалы pH таковым и является. [c.545]

Несмотря на то что существует шкала pH, на которой отломлены отрицательные логарифмы активности ионов водорода, найдено целесообразным создать практическую или рабочую шкалу, построенную на измерениях pH серии буферных растворов, приготовленных по стандартной методике. Подробное обсуждение теоретических и практических аспектов концепции pH можно найти в книге Бейтса [3]. [c.318]

В настояш,ее время для вычисления условных электродных потенциалов пользуются водородной шкалой, в которой при всех температурах за нуль выбран потенциал стандартного водородного электрода с активностью водородных ионов в растворе, равной единице, и давлением водорода, равном 1 атм. [c.276]

Этот стандартный потенциал, по определению, равен нулю при всех температурах. Поэтому, измерения потенциала водородного электрода не могут дать точного сравнения между истинной активностью ионов водорода при двух разных температурах. Для получения численной шкалы активности мы должны выбрать стандартную шкалу при каждой температуре. Таким образом, мы имеем несколько различных шкал pH, причем pH при одной температуре не имеет количественного соответствия с pH при другой температуре. [c.39]

Водородная шкала. Несмотря на некоторый прогресс в понимании проблемы абсолютной шкалы потенциалов, не создан еще обоснованный фундамент для введения такой шкалы. Однако практическая шкала. потенциалов при всех измерениях в водных средах может быть основана на произвольно установленной нулевой точке отсчета. Равным нулю при всех температурах принимается потенциал обратимого стандартного водородного электрода, находящегося в контакте с газообразным водородом (при парциальном давлении, равном 1 атм) и погруженного в раствор, который содержит ионы водорода с активностью, равной единице [c.15]

Поиски способа установления соотношения практических шкал активности протона ан в неводных и смешанных водных растворителях с условной шкалой в воде представляют, в сущности, попытку учесть влияние среды с помощью коэффициента активности аона водорода тУп- Рассмотрим два разбавленных раствора соляной кислоты с моляльностью т в водном (да) и неводном (х) растворителях. Активность протона в обеих средах, отнесенная к стандартному состоянию в воде, формально определяется соотношением —1ё( гс7н) среде 5 можно также записать — (" тУн вун) [см. уравнение VI.19]. Для разбавленных растворов величины гиУн и Ун могут быть найдены с помощью уравнения Дебая — Хюккеля. Как было показано, оценка ун, по Борну, мало пригодна. Разность нулевых точек двух шкал активности или ран составляет свободную энергию переноса 1 г-иона водорода из стандартного состояния в воде в стандартное состояние в растворителе 5. [c.186]

Па), термодинамич. активности ионов водорода в р-ре af , равной 1, наз. стандартным водородным электродом, а епэ потенциал условно принимают равным нулю. Потенциалы другах электродов, отнесенные к стандартному водородному электроду, составляют шкалу стандартных электродных потенциалов (см. Стандартный потенциал). Для водороднопэ Э. с. Нернста уравнение записывается в ввде [c.426]

При ЭТОМ во внешней цепи электроны двигаются от цинка к водородному электроду. Для определения стандартного потенциала цинка измеряют э.д.с. этой цепи при условии, что активности ионов цинка и водорода равны единице. Опыт показывает, что она равна + 0,763 В. Как было указано выше, знаки стандартных потенциалов соответствуют реакциям восстановления. В данном случае на цинковом электроде протекает обратная реакция, т. е. окисление. Поэтому потенциалу цинка приписывается знак минус. Таким образом, стандартный потенциал цинка 1п=—0,763 В. Повторим, что указанные правила определения знаков электродных потенциалов являются условными и приняты для единообразия оценок свойств веществ и установления единой шкалы. [c.109]

Уравнение (VII. 10) позволяет выбрать простое стандартное состояние, к которому можно отнести активность протона ан в различных растворителях. В качестве стандартного состояния для активности можно выбрать водный раствор, приняв — Ig(aH)i = = рН в водной среде и подсчитать соответствующие значения pH в других средах [52]. Шкалы pH и активности не должны быть связаны с концентрацией ионов водорода за исключением чисто водной среды. Потенциалы на фазовой границе [вертикальная линия в элементе (VII. 9)] часто бывают столь большими и неопределенными, что полученные экспериментальные значения pH не представляют большой ценности [36] . [c.172]

С практической точки зрения шкала ртн для водно-спиртовых сред неудовлетворительна, поскольку величина sYh известна не во всех растворах [см. уравнение (VIII. 14)]. Остаточный диффузионный потенциал д, значение которого необходимо для установления шкалы ра , может быть найден только с помощью эмпирических нетермодинамических методов, в пригодности которых нет полной уверенности, хотя и имеются соображения в их пользу. Величина ра более непосредственно связана с инструментальной величиной pH [см. уравнение (VIII. 15)], так как ан — активность ионов водорода, отнесенная к стандартному состоянию в смешанном растворителе. С ее помощью может быть выражено химическое равновесие в спиртовых средах. Например, для равновесного процесса диссоциации [c.203]

В табл. 1 значение потенциала стандартного водородного электрода условно принято за нуль. Это относится к потенциалу платинированного платинового электрода, частично погруженного в раствор с активностью Н -ионов, равной единице. Электрод омывается током газообразного водорода при атмосферном давлении. Значения потенциалов других электродов выражают по отношению к потенциалу водородного электрода и называют потенциалами по водородной шкале. [c.25]

Для целей приближенного вычисления достаточно вместо активностей подставить концентрации. В этом случае результаты будут применимы лишь к разбавленным растворам но они позволяют уяснить некоторые общие моменты. На рис. 79 представлен ряд полученных этим путем кривых. Эти кривые показывают зависимость окислительно-восстановительного потенциала от относительного содержания в системе окисленной формы вещества. Кривые эти, как видно, аналогичны по 4>орме опытной кривой рис. 77. Положение кривой относительно нуля шкалы окислительно-восстановительных потенциалов зависит от стандартного потенциала системы, который соответствует потенциалу системы при содержании в ней приблизительно 50% окисленной формы, а наклон кривой определяется разностью между числом электронов в окисленном и в восстановленном состояниях. Влияние концентрации иона водорода в случае системы перманганат-ион — ион двухвалентного марганца видно из сопоставления двух кривых для ад +, равных соответственно 1 и 0,1. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология