Электрод водородный мембранный

Стеклянный электрод. Стеклянный электрод относится к мембранным электродам, механизм действия которых все еще не вполне установлен, однако имеется немало состоятельных объяснений причин функционирования стеклянных электродов в качестве водородных электродов. И хотя в данном случае отсутствуют электрохимические реакции окисления и восстановления компонентов, обусловливающие возникновение разности потенциала на поверхности раздела стекло — раствор, зависимость потенциалов стеклянных электродов от pH растворов вполне закономерно описывается уравнением, аналогичным уравнению Нернста. [c.60]

Типы ионоселективных электродов. Стеклянный электрод по структуре занимает промежуточное положение между жидкими и твердыми мембранами. Стеклянные электроды были первыми ионоселективными устройствами, над которыми в течение последних тридцати пет ведутся интенсивные исследования с целью создания новых практически ценных сортов стекла в качестве электродного материала. Было разработано большое число разного состава стекол, обладающих водородной функцией, несколько стекол с натриевой функцией, а также селективных к таким ионам, как К, Tit s , Стекла для [c.49]

В промышленных и обычных лабораторных приборах вместо водородного широко применяется стеклянный электрод. Он состоит из тонкостенной колбочки (пузырька), изготовленной из мягкого стекла, содержащей соляную кислоту, в которую погружен маленький серебряный электрод. Цепь заканчивается каломельным или хлорсеребряным электродом. Потенциал стеклянной мембраны, в основном, пропорционален величине pH раствора. Однако при высоком соотношении ионов натрия и водорода ионы натрия внедряются в мембрану, что приводит к неверным результатам. По этой причине едкое кали при потенциометрическом титровании предпочтительнее нежели едкий натр, так как относительно высокое содержание ионов калия не влияет значительно на точность показаний. Гидрат окиси тетра-этиламмония дает еще меньшую ошибку, чем едкое кали, однако растворы его неудобны для практического использования вследствие их нестойкости. [c.22]

Основными типами ЭХГ, созданными в мире, являются водородно-кислородные (воздушные) системы с пористыми электродами (щелочной электролит) или с ионообменными мембранами (кислы электролит). Рассмотрим процесс в единичном топливном элементе (ТЭ), входящем в состав ЭХГ. [c.8]

Погрешности в измерениях pH стеклянным электродом. Стеклянный мембранный электрод обычно менее чувствителен к помехам по сравнению с большинством электродов для определения pH, таких как водородный газовый электрод, однако он обладает некоторыми особенностями, которые ограничивают его применение в определенных средах.. [c.377]

Полуэлемент со стороны исследуемого раствора ведет себя как электрод, обратимый по отношению к определенным ионам. Его называют мембранным электродом. Предложено много мембран ных электродов, с помощью которых можно селективно определять активности (концентрации) различных ионов в растворах. Например, к мембранным электродам относится стеклянный электрод, широко применяемый для определения активности водородных ионов в растворах, на чем основана рН-метрия. [c.175]

Действие стеклянного электрода основано на том, что между тонкой стеклянной стенкой и водным раствором возникает разность потенциалов, величина которой зависит от концентрации водородных ионов раствора. Стеклянный электрод представляет собой тонкостенную мембрану из специального легкоплавкого стекла, припаянную к стеклянной трубке. Внутрь трубки наливают раствор с известной концентрацией водородных ионов и погружают трубку в испытуемый раствор. Во внутренний и внешний растворы вводят два сравнительных электрода и измеряют разность потенциалов между ними. Величина этой разности определяется концентрацией водородных ионов раствора. [c.437]

Одной из наиболее часто употребляющихся форм стеклянного электрода является тонкая стеклянная бульба. Внутри ее вмонтирован вспомогательный электрод, который погружен в раствор с постоянным значением pH, содержащий тот ион, по отношению к которому обратим вспомогательный электрод. Электрод Мак-Иннеса и Дола [5], изображенный на рис. X. 1, представляет собой мембрану из стекла с водородной функцией, наплавленную на конец стеклянной трубки. В качестве внутреннего электрода употребляют или хлорсеребряный, или каломельный электрод в растворе соляной кислоты или в хлоридном буферном растворе. Стандартный потенциал стеклянного электрода по отношению к внешнему вспомогательному электроду и изменение потенциала с температурой определяются типом внутренних электрода и раствора. [c.258]

Суш,ественное влияние на электрохимическое поведение стеклянного электрода оказывает состав стекол, применяемых для изготовления мембран. В продаже имеются различные ти- пы таких электродов. Для хорошей воспроизводимости показаний электрода мембрану необходимо постоянно хранить в воде. Существенными достоинствами стеклянного электрода являются независимость показаний от присутствия окислителей или восстановителей в растворе и отсутствие травления электрода деполяризаторами, что характерно, например, для водородного электрода. [c.317]

Таким образом, ошибки стеклянного электрода в щелочной области являются результатом обмена водорода в стеклянной мембране на катионы из раствора. В результате электрод приобретает смешанную катионно-водородную функцию, а при полном насыщении поверхности катионами он превращается в электрод, обратимый к ионам тех металлов, которыми он насыщен. [c.430]

Дол предположил, что, в отличие от водородного электрода, через стеклянную мембрану проникает ион водорода вместе с гидратной оболочкой. В этом случае, если с одной стороны стеклянной мембраны находится раствор с активностью водородных ионов Й1 и давлением водяного нара /), а с другой стороны — раствор с активностью водородных ионов ж давлением водяного пара р", то работа перехода через мембрану гидратированного водородного иона зависит как от активности водородных ионов, так и от давления водяного пара, т. е. от активности воды по обе стороны мембраны. Работа будет равна сумме работ переноса ионов водорода и переноса молекул воды. [c.431]

В щелочных растворах, где кол ичество ионов водорода весьма незначительно (10 г-ион/л и меньше), начинают принимать участие в переносе электричества через мембрану другие положительные ионы, концентрация которых во много раз больше концентрации ионов водорода- В таких растворах стеклянный электрод перестает быть строго обратимым относительно водородных ионов и становится одновременно обратимым относительно других ионов, например натрия, лития, калия или сереб-13 [c.195]

Здесь следует отметить, что для твердых мембран названные требования находятся в противоречии и удовлетворить их трудно, поэтому большинство мембранных электродов имеют ограниченные области обратимости (низкую селективность). Например, ионы Са + и Mg + связываются поверхностными слоями стекла гораздо прочнее, чем однозарядные Ыа+ и К+, но при этом становятся практически неподвижными, и стеклянных электродов с удовлетворительной функцией двузарядных катионов получить не удается. Лишь для ионов Н+ высокая избирательность их поглощения стеклом не сопровождается потерей подвижности, причиной чего могут служить особые механизмы переноса протонов в твердых телах. В силу отмеченного обстоятельства стеклянные электроды с водородной функ- [c.548]

Действие стеклянного электрода можно объяснить, например, при помощи ионообменной теории, предложенной Б. П. Никольским между поверхностным слоем мембраны и раствором, в который погружается электрод, происходит обмен ионами. Стекло отдает катионы Ма+, получая взамен Н+, в результате устанавливается равновесие, определяемое концентрацией этих ионов в стекле и растворе и коэффициентом их распределения в этих двух фазах. В кислых растворах ионы N3 - в стекле почти полностью вытесняются ионами Н+ и стеклянный электрод работает подобно водородному электроду. В щелочных растворах, наоборот, в стекле преобладают ионы Ыа+ электрод действует как натриевый. Таким образом, на границе раздела стеклянная мембрана — исследуемый раствор возникает потенциал, величина которого зависит от концентрации водородных ионов (и, следовательно, pH) в растворе. Этот потенциал можно отнести к межфазовым потенциалам. Потенциал на стеклянной мембране электрода быстро устанавливается и не зависит от присутствия окислите.1ей и восстановителей, солей и т. п. Стеклянным электродом можно пользоваться в большом интервале значений pH —от —2 до 12. Свойства мембран у [c.66]

На рис. 6.5 изображено устройство водородно-кислородного топливного элемента с твердым электролитом, представляющим собой ионообменную мембрану. Мембрана непроницаема для реагирующих газов, но проницаема для ионов водорода, которые и переносят ток между электродами. Чтобы сопротивление элемента было как можно меньше, мембрану делают насколько возможно тонкой. Для облегчения работы элемента при 40—60° С электроды покрывают тонкодиспергированной платиной, действующей как катализатор. Осушка происходит в ходе работы элемента. Топливные элементы обычного типа успешно использовались в космических исследованиях и оказались весьма эффективными. Широкому использованию этого элемента препятствуют два его недостатка трудность хранения водорода и высокая стоимость платинового катализатора. Для водородно-кислородных топливных элементов, работающих при повышенных температурах, найдены более дешевые катализаторы. [c.203]

Какой из указанных электродов относится к типу мембранных электродов а) водородный б) стеклянный в) серебряный г) каломельный [c.244]

В СССР на базе ИОМ МФ-4СК [38] создано несколько вариантов ТЭ [12]. На ИОМ наносится платиновая чернь (10 г/м ), к мембране прижимаются гидрофобизированные угольные электроды с массовой долей фторопласта 20%, толщиной 0,7-1 мм. В катоды дополнительно вводится платина (40 г/м ). Напряжение ТЭ при температуре 85°С, давлении 0,3 МПа и плотности тока 0,5-1,0 кА/м составляет 0,8-0,7 В. На основе этих ТЭ были раЗ работаны, испытаны кислородно-водородные ЭЭУ мощностью 35 Вт и 1 кВт, а также воздушно-водородные портативные ЭЭУ мощностью 20 Вт. [c.80]

Регенерация карбонизированного электролита из ЭХГ. Определенная концентрация карбонатов в электролитном контуре поддерживается посредством регенераторов. Регенератор — водородно-кислородный ТЭ, в котором водородный электрод отделен от электролита несколькими мембранами из асбеста и пористого никеля, образующими диффузионный барьер [3.16]. [c.125]

Кислородные электроды в нашем случае аналогичны водородным и представляют собой пористые углерод-фторопластовые подложки толщиной 0,7—1 мм, активированные платиновой чернью (чистой или с фторопластовой суспензией) удельная поверхность Р , определенная по методу БЭТ, составляет примерно 20 м /г. Мембранно-электродный блок образуется в результате термического прессования ИОМ и электродов. [c.311]

Развитие приложения измерений pH в современной промышленности оказалось возможным благодаря открытию водородной функции стеклянных мембран. Это привело к созданию практически удобных стеклянных электродов, рН-метров и контрольных приборов, которые позволяют автоматически регулировать pH процессов, протекающих в растворах. [c.7]

Ранее, в процессе изучения стеклянного электрода Мак-Иннес и Бельчер [12] заключили, что отрицательная ошибка может быть объяснена проникновением в стекло анионов малых размеров . Швабе с сотрудниками подтвердили тот факт, что адсорбция кислоты из сильнокислых растворов действительно имеет место [111, 112]. С помощью радиоактивных индикаторов они показали, что кислая ошибка пропорциональна переходу кислоты из растворов галогеновых кислот , которая заметно увеличивает активность ионов водорода в фазе стекла. Напротив, из растворов серной или фосфорной кислоты адсорбции не наблюдалось, и ошибка в концентрированных растворах этих кислот была приписана пониженной активности воды, как это сделал Дол. Однако теперь кажется неправдоподобным, чтобы при не слишком жестких условиях перенос воды через мембрану играл какую-то роль в электрохимическом процессе, ответственном за установление водородной функции стекла. [c.285]

Стеклянный электрод обладает серьезными преимуществами перед другими электродами-индикаторами Н3О+ поэтому его более широко используют в аналитической практике. У него быстро устанавливается равновесный потенциал он не отравляется примесями, как водородный электрод не изменяет состава раствора, в который погружен на его показания не влияет присутствие восстановителей и окислителей. Однако хрупкость тонкой стеклянной мембраны, которая легко может разбиться, требует специального внимания при работе с электродом. Поэтому стеклянный шарик часто защищают сетчатым пластмассовым предохранителем, который свободно пропускает раствор к мембране и защищает ее от случайных ударов. Так как стекло является изолятором, то сопротивление стеклянного электрода значительно, порядка 100 МОм, что делает невозможным применение потенциометрической схемы в качестве нуль-инструмента. [c.341]

Дол предположил, что, в отличие от водородного электрода, через стеклянную мембрану проникает ион водорода вместе с гидратной оболочкой. В этом случае, если с одной стороны стеклянной мембраны находится раствор с активностью водородных ионов 01 и упругостью водяного пара р а с другой стороны — раствор с активностью водородных ионов 2 и с упругостью водяного пара р", то работа перехода через мембрану гидратированного водородного иона [c.845]

Дол предположил, что, в отличие от водородного электрода, через стеклянную мембрану проникает ион водорода вместе с гидратной оболочкой. В этом случае, если с одной стороны стеклянной мембраны находится раствор с активностью водородных ионов а, и давлением водяного пара р, а с другой стороны—раствор с активностью водородных ионов [c.511]

При разработке и создании подходящих электродов сравнения и индикаторных электродов для неводных потенциометрических титрований сталкиваются с серьезными трудностями. Например, известный всем стеклянный электрод, используемый для измерения pH в водной среде, погруженный в сильно основной неводный растворитель, дает неправильные результаты, так как механизм работы стеклянного электрода основан на существовании в поверхностном слое, примыкающем к стеклянной мембране, молекул воды в неводном растворителе эта вода удаляется вследствие обезвоживающего действия растворителя. Поэтому вместо стеклянного электрода используют сурьмяный электрод, электрод из нержавеющей стали и даже некоторые виды классического водородного газового электрода список электродов сравнения для неводных титрований включает насыщенный в воде каломельный электрод и некоторые неводные варианты каломельного электрода. [c.165]

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]

Измерения в методах катионометрии и анионометрии производятся с использованием как стеклянных электродов, обладающих водородной, натриевой или калиевой функциями, так и новых ионо-селективных электродов с мембранами из твердых или жидких ионитов, с гетерогенными мембранами и с мембранами из монокристаллов. [c.8]

На этом рисунке буквой Н обозначены водородные электроды, которые погружены в два отделения ячейки, разделошые ме1мбраной (слева — раствор, в котором находится ион R). Из,меряемая разность потенциалов двух водородных электродов равна пулю, так как фактическая разность нх потенциалов компенсируется мембранным потенциалом. 5 — солевые мостики, ведущие к каломельным полуэлементам э.д.с. между этими полу элементами и (СТЬ мембранный потенциал. [c.575]

Электродный потенциал - один из основных электрохимичесз-ких параметров, измерение которого составляет суть метода потенциометрии, - был предметом многочисленных исследований. Впервые в 1889 г. В. Нернст вывел термодинамическую зависимость э.д.с. от концентрации ионов в растворе. В настоящее время под термином "электродный потенциал" понимают э.д.с. электрохимической цепи ( ), составленной из стандартного водородного электрода и электрода, представляющего любую другую окислительно-восстановительную полуреакцию. Таким образом, данная формулировка включает два основных типа электродов электроды, функционирующие на основе а) электронного и б) электронно-ионного равновесия, иными словами, электроды, обладающие электронной и смешанной (электронноионной) проводимостью. Однако необходимо принять также во внимание третий тип, а именно электроды, перенос зарядов в которых осуществляется за счет ионов, т.е. электроды с ионной проводимостью. По этому принципу функционируют так называемые мембранные электроды, которые рассматриваются в разделе "Ионометрия". [c.20]

М. Дол, пользуясь квантовомеханическим методом, разработал свою теорию стеклянного электрода. Дол полагает, что в с тличие от водородного электрода, через стеклянную мембрану проникает ион водорода вместе с гидратной оболочной. Конечные уравнения Дола полностью совпадают с уравнением Никольского (VII, 28). Отклонение потенциала электрода от водородной функции в кислой среде, по Долу определяется выражением [c.195]

В кислых растворах ионы Na+ в стекле почти полностью вытесняются ионами Н+ и стеклянный электрод работает подобно водородному электроду. В щелочных растворах, наоборот, в стекле преобладают ионы Ма+, электрод действует как натриевый. Таким образом, на границе раздела стеклянная мембрана — исследуемый раствор возникает потенциал, величина которого зависит от концентрации водородных ионов (и, следовательно, pH) в растворе. Этот потенциал можно отнести к межфазовым потенциалам. Потенциал на стеклянной мембране электрода быстро устанавливается и не зависит от присутствия окислителей и восстановителей, солей и т. п. Однако в сильнощелочных и кислых растворах стеклянным электродом пользоваться нельзя, так как нарушается линейная зависимость между pH раствора и величиной потенциала. Свойства мембран у разных, даже однотипных, стеклянных электродов неодн- [c.69]

Среди этнх методов различают прямую П. и потенциометрич. титрование. Прямая П. применяется для непосредств. определения а ионов (напр., Ag" в р-ре AgNOj) по значению Е соответствующего индикаторного электрода (напр., серебряного) при этом электродный процесс должен быть обратимым. Исторически первыми методами прямой П. были способы определения водородного показателя pH (см. -рП-Метрия). Появление мембранных ионоселективных электродов привело к возникновению ионометрии (рХ-мет-рии), где рХ = — Ig Дх, активность компонента X электрохим. р-ции. Иногда рН-метрию рассматривают как частный случай ионометрии. Градуировка шкал приборов потенциометров по значениям рХ затруднена из-за отсутствия соответствующих стандартов. Поэтому при использовании ионосейективных электродов активности (концентрации) ионов определяют, как правило, с помощью градуировочного графика или методом добавок. Применение таких электродов в неводных р-рах ограничено из-за неустойчивости их корпуса и мембраны к действию орг. растворителей. [c.82]

В элементах, в которых жидкий электролит заменен на ионообменную мембрану, не приходится опасаться прохода газа от одного электрода к другому, и процесс менее чувствителен к загрязнению газов СОг. Это облегчает использование воздуха вместо кислорода и упрощает конструкцию. ТЭ с жидким топливом представляют большой интерес, так как хранить запас жидкого топлива проще, чём газы. В качестве жидкого топлива исследованы гидразин, метанол, формальдегид к др. Окислителем служат кислород, Н262 и др. Конструкция элементов аналогична кислородно-водородному элементу. Чтобы топливо не попадало на положительный электрод, электролит разделяют на электродные пространства с помощью плотной диафрагмы, например из асбеста, или ионообменной мембраной. Преимуществом гидразина является то, что при его окислении по реакции Ы2Н4-Ь -1-02- Ы24-2 Н2О не образуется СО2 и не происходит карбонизация щелочного электролита. [c.354]

Содержащаяся в крови глюкоза в миниатюрном биохимическом реакторе, примыкающем к аноду, превращается в О-глюконовую кислоту и водород. При этом в качестве промежуточного продукта образуется лактон. Выделяющийся из глюкозы водород окисляется на водородном электроде. Образующиеся ионы водорода диффундируют через мембранный электролит к кислородному электроду, где окисляются с образованием воды. В качестве катализаторов водородного электрода используют платину или платино-родиевып сплав. [c.354]

На основе ионитовых мембран изготовляют ионоселективныв электроды [18] специфического действия, непрерывно измеряю-щие концентрацию определенного иона в растворе (надример, натриевый, хлорный, сульфатный электроды н т. д.) по концентрационному скачку потенциала подобно тому, как водородный электрод измеряет pH. Ионоселективные электроды стабильны, мало- [c.592]

Хорошо известно, что на водородную функцию электрода заметное влияние оказывает содержание воды в стеклянной мембране. Габер и Клеменсиевич [2] показали, что электроды, сохранявшиеся сухими, обнаруживают плохую водородную функцию. Некоторые электроды, соверщенно лишенные водородной функции, вновь приобретали ее после обработки перегретым водяным паром под давлением. Мак-Иннес и Бельчер [12] установили, что электрическое сопротивление стеклянных электродов при 25° С после 10-дневного их высушивания над фосфорным ангидридом возрастало на 230% по сравнению со средней величиной сопротивления для этой температуры. После погружения этих электродов в воду сопротивление медленно возвращалось к своей первоначальной величине. Перли [21] обнаружил, что электроды из некоторых литиево-силикатных стекол меньше подвержены действию высушивающих агентов, чем электроды из стекла Корнинг 015. Как известно, литиевые стекла адсорбируют лишь одну девятую часть воды по сравнению с калиевыми и натриевыми стеклами [22]. [c.264]

Идеальный стеклянный электрод должен быть достаточно устойчивым, чтобы подолгу служить в коррозирующей среде как при высоких, так и при низких температурах. Для проведения точных измерений pH в воде и слабозабуференных растворах скорость его разрушения должна быть очень низкой. Однако некоторые стекла, обладающие достаточной гигроскопичностью и удовлетворительной водородной функцией, обычно сильно растворимы, что делает их совершенно непригодными для рН-метрии. Электрическое сопротивление тонких стеклянных мембран после продолжительного пребывания в воде иногда падает. Это является результатом проникновения воды в решетку стекла, а также утончения мембраны в результате частичного растворения стекла. [c.266]

Из каждого образца ионообменной смолы были изготовлены водородные и натриевые мембранные электроды с содержанием смолы 20—50% в случае сульфокатионитов и 20—40% — для карбоксильных катионитов . [c.145]