Изготовление водородного электрода и определение pH раствора

В некоторых случаях обычный водородный электрод, а именно платиновая пластинка, покрытая платиновою чернью, при измерении концентрации водородных ионов обнаруживает то неудобство, что для достижения равновесного потенциала требуется весьма значительное время. Это можно наблюдать при измерении pH в незабуференных и малозабуферен-ных растворах, в растворах желатины и других белковых веществ вблизи изоэлектрической точки, в почвенных вытяжках и т. п. С целью отыскания электрода, который ие обладал бы указанным недостатком и в то же время давал надежные результаты, нами уже давно был предпринят ряд опытов по подробному изучению различных иных электродов, которые позволили бы заменить обычный электрод с платиновой чернью В значительной своей части основные опыты были проведены студентом Ленинградского государственного университета Э. Штерниным, затем установленная при этих опытах методика изготовления электродов особенно тщательно была проверена на различных объектах Л. А. Покровским. В настоящее время имеющийся в нашем распоряжении материал позволяет нам с определенностью высказаться относительно приготовления и свойств нескольких комбинаций электродов, которые, по нашему мнению, в ряде случаев являются более удобными по своему применению, чем обычный платиновый электрод, покрытый платиновой чернью. [c.156]

В качестве электрода сравнения при определении ЭДС элемента вместо стандартного водородного электрода часто используют другие электроды, более простые в изготовлении и надежные в работе. Наиболее распространен в лабораторной практике каломельный электрод. Активная масса его представляет собой пасту из ртути и каломели НдаСЬ, в которую погружен электрод (Р1, N1, Ре и др.). Паста залита насыщенным раствором хлорида калия. Схема каломельного электрода КС1, Hg2 l2 Hg. Электродная реакция протекает па уравнению [c.336]

В практике обращения с водородным электродом имеются определенные трудности. Так, немало хлопот доставляет восстановление органических или окисленных соединений. Кроме того, следует тщательно удалять кислород, так как даже следы его заметно влияют на потенциал. Поэтому большое значение придается замкнутым системам. Для очистки ячейки от кислорода требуется пропускание водорода в течение 20-45 мин, прежде чем будет достигнуто обратимое состояние. Необходимо знать также парциальное давление водорода его обычно получают вычитанием давления паров растворителя из измеряемого барометрического давления. Площадь платиновой основы обычно составляет около 1 см , а толщина - около 0,125 мм. Вместо фольги можно использовать платиновую проволоку, однако в маленьких электродах ошибки, обусловленные поляризацией, будут больше, чем для электродов из фольги. Платину очищают смесью 4,5 М соляной и 2М азотной кислот, а затем платинируют путем электролиза (как отрицательный электрод) в 1-3%-ном растворе платинохлористоводородной кислоты, содержащем некоторое количество уксуснокислого свинца Однородное покрытие чернью достигается за 1-3 мин при токе от 200 до 400 мА. Если следы свинца в растворе нежелательны, платинирование можно провести без уксуснокислого свинца, однако толщина покрытия изготовленных таким образом электродов редко бывает удовлетворительной и срок их службы может сократиться. [c.43]

Изготовление водородного электрода и определение pH раствора. [c.205]

При потенциометрическом определении pH чаще всего пользуются стеклянным электродом, представляющим собой тонкостенный шарик, изготовленный из специального сорта стекла. При погружении такого шарика в раствор, содержащий ионы водорода, происходит обмен ионами между раствором и поверхностью шарика ионы натрия (лития) из стекла переходят в раствор, ионы водорода из раствора переходят в стекло. В зависимости от содержания водородных ионов в растворе обмен ионами происходит с различной скоростью и на поверхности стеклянного шарика устанавливается потенциал. Его значение зависит пт концентрации водородных ионов в растворе, т. е. от значени.я pii раствора. [c.378]

Стеклянный электрод. Этот электрод в настоящее время получил самое широкое распространение. Для изготовления стеклянного электрода применяют стекло определенного химического состава. Одной из наиболее часто употребляющихся форм стеклянного электрода является стеклянная трубка, заканчивающаяся тонкостенным шариком. Шарик заполняют раствором НС1 с определенной концентрацией ионов Н+, в который погружен вспомогательный электрод (например, хлорсеребряный). Иногда стеклянные электроды изготовляют в виде тонкостенной мембраны из стекла, обладающего водородной функцией. Мембрана припаивается к концу стеклянной трубки (рис. 63). [c.242]

Перли [16] изучил зависимость между составом стекла и водородной функцией изготовленных из него электродов. Он сопоставил структуру стекла, показанную на рис. Х.2, со структурой цеолита, из которого может быть удалена вода, и в котором ионы, находящиеся в промежутках решетки, могут быть обратимо замещены без нарушения структуры решетки. Обмен ионов щелочных металлов, находящихся в промежутках кремнекисло-родной решетки, на ионы из раствора, в который погружен стеклянный электрод, играет большую роль в возникновении водородной функции и отклонениях от нее в определенных щелочных растворах. Если бы можно было создать решетки такой структуры, в которой удавалось бы затруднить обмен ионов водорода на ионы щелочных и щелочноземельных металлов, вопрос о стеклянном электроде с идеальной водородной функцией можно было бы считать решенным. [c.262]

Стеклянные мембраны, помещенные в кислоту, отличаются от мембран, изготовленных из глины, коллодия или смолы (стр. 165), тем, что они очень селективны к водородным ионам и потенциал мембраны может быть использован для измерения активности водородных ионов даже в присутствии других катионов. Поэтому стеклянные электроды могут применяться для определения концентрации Н водородных ионов в растворах с постоянной ионной силой, содержащих избыток, например, ионов натрия. Более того, комплексообразование между В и А часто изучается с помощью системы В, А, И (гл. 4, разд. 1). Применяя стеклянный электрод, можно определить концентрацию водородных ионов достаточно точно при условии, что В— ион одновалентного или двухвалентного металла, однако, по-видимому, присутствие высокозаряженных катионов, таких, как 1п + и приводит к искажению показаний [34]. [c.169]

Каломельный электрод отличается хорошей воспроизводимостью и большим постоянством потенциала и легко может быть изготовлен. Поэтому такие электроды взамен водородного часто применяют для определения потенциала других электродов. В практику вошли децинормальный, нормальный и насыщенный электроды с растворами КС1 соответствующих концентраций (с). Их потенциалы относительно стандартного водородного электрода тщательно измерены и точно известны. Измеренный по отношению к стандартному водородному электроду при 25°С потенциал каломельного алектрода в случае насыщенного КС1 равен = + 0,2458 в. [c.256]

Стеклянный электрод. Электродом является стеклянный шарик диаметром 15—20 мм с толщиной стенок 0,06—0,1 мм, изготовленный из специального сорта стекла определенного состава (рис 106), расположенный на конце стеклянной трубки. Если такой шарик заполнить раствором с определенным значением pH, например pH 2, и опустить его в испытуемый раствор с другим значением pH, то на поверхности шарика возникает потенциал, величина которого изменяется с изменением разности pH между внутренним и внешним растворами. Следовательно, тонкая стеклянная стенка ведет себя как электрод, обратимый по отношению к ионам Н , т. е. водородный [c.184]

Если в растворе присутствуют ионы различных металлов, то при электролизе в первую очередь выделяются металлы, электродные потенциалы которых наиболее положительны. В водных растворах наряду с ионами металлов всегда присутствуют ионы водорода. Поэтому казалось бы, что электролизом водных растворов возможно выделение лишь тех металлов, электродные потенциалы которых положительнее потенциала водорода (таких как Си, Ag, Hg и др.). Однако опыт показывает, что при определенных условиях из водных растворов возможно электролитическое выделение и таких металлов, как 2п, Сс1, N1, 5п, электродные потенциалы которых отрицательнее потенциала водорода. Это объясняется так называемым перенапряжением водорода, которое заключается в том, что на электродах, изготовленных из ряда металлов, электролитическое восстановление ионов водорода происходит при более отрицательных потенциалах, чем это соответствует его равновесному значению. Поэтому потенциал выделения металла оказывается по-ложительней потенциала выделения водорода. Причины водородного перенапряжения окончательно не выяснены. Величина водородного перенапряжения является функцией плотности тока. Эта зависимость описывается уравнением Тафеля [c.104]

Каломельную пасту наслаивают на ртуть до метки и в случае изготовления насыщенного каломельного электрода на пасту до метки с кладут твердый тонко измельченный хлористый калий. Затем в сосуд заса- сывают, почти до верха, насыщенный раствор хлористого калия, й кран (или зажим) бокового отростка закрывают. Вместо стеклянной трубки е в сосуд вставляют термометр, после чего боковой отросток погружают под поверхность находящегося в стаканчике насыщенного раствора хлористого калия. Поверхность этого раствора заливают слоем вазелинового масла толщиной 2 мм, чтобы предотвратить испарение воды и образование твердого налета хлористого калия. Кончик отводной трубки электрода никогда не следует вынимать из этого раствора, который едва ли нуждается в обновлении. Электрод должен аккуратно храниться в покойном состоянии без встряхивания, так как контакт между концом платиновой проволоки и ртутью становится нри этом влажным, что вызывает непостоянство потенциала. Только по истечении нескольких дней потенциал электрода принимает определенное значение. Время от времени величину потенциала следует проверять по водородному электроду со стандартным ацетатным буфером. Не обязательно, чтобы полученные значения потенциала Точно совпадали со стандартными величинами, приводимыми в литературе, но величина его должна быть постоянной. Это откло-пепие вполне приемлемо, так как значения потепциала исполь- [c.387]

Изготовление водородного электрода и определение pH раствора. Устройство водородного электрода схематически изображено на рис. 72. Главной его составной частью является платиновая пластинка 1, впаянная в стеклянную трубку 2, заполненную ртутью 3. Платиновую пластинку перед работой покрывают платиновой чернью. Для этого поверхность пластинки сначала обрабатывают горячей хромовой смесью для удаления возможных следов жира и затем тщательно промывают дестиллированной водой. После очистки поверхности платинового электрода от жира его погружают в двухпроцентный раствор хлорной платины, содержащей следы уксуснокислого свинца (0,02 г на 100 мл раствора), и соединяют с отрицательным полюсом 4-вольтового аккумулятора второй платиновый электрод соединяют с положительным полюсом батареи. Электрический ток пропускают в течение 2—3 мин. Следы свинца в растворе для платинирования, способствуют более равномерному и плотному покрытию электрода платиновой чернью. [c.215]

Стеклянный электрод. На границе стеклянная пленка (мембрана) — раствор так называемого стеклянного электрода возникает двойной электрический слой и устанавливается разность потенциалов, зависящая от активности водородных ионов. Стеклянная мембрана служит источником водородных ионов и обменивается ими с раствором подобно водородному электроду. Основными преимуществами электрода по сравнению с другими являются 1) быстрое установление потенциала 2) незначительная зависимость потенциала от присутствия в растворе окислителей, восстановителей, поверхностно активных, радиоактивных и др. веществ 3) по сравнению с другими электродами простота в обращении и 4) отсутствие влияния на величину потенциала радиации. При помощи стеклянного электрода можно производить определения pH жидкостей, взятых для исследования в малых количествах, а также в окрашенных и мутных растворах, что имеет практическое значение. Установление pH раствора проводится по калибровочной кривой, полученной для буферных растворов, или непосредственно на градуированной шкале потенциометра (стр. 166). В сильно щелочной среде не наблюдается прямой пропорциональности между потенциалом стеклянного электрода и pH раствора. Для изготовления стеклянного электрода используются стеклянные мембраны с толщиной стенок от 0,01 мм и тоньше. Так как стеклянный электрод имеет весьма высокое электрическое сопротивление и проводит малый ток (10 — 10" ампер), то измерения э. д. с. гальванических элементов, составленных с его участием, возможно только с помощью усилительной схемы — электронным ламповым потенциометром. Желательно, чтобы сопротивление стеклянной мембраны не превышало нескольких десятков мегаом. Для установления pH раствора можно собрать гальванический элемент такого типа [c.158]

Обьино стеклянные электроды используют для определения pH растворов в Ф интервале от 1 до 12, где между потенциалом стеклянного электрода и pH наблюдается линейная зависимость (рис. 15). На практике, так как значения ф° даже у электродов, изготовленных из одного и того же стекла, немного различаются, электроды калибруют, то есть строят зависимость потенциала электрода от pH, о используя буферные растворы с известным значением pH (более подробно уст- Рис. 15. Зависимость потен-ройство, принцип измерений и конструк- циала стеклянного электрода от ция электродов рассмотрены ниже - в РН раствора (по водородной разделе Нотенциометрия ). [c.56]