Стеклянный электрод состав стекла

Согласно теориям Дола и Никольского, погрешности стеклянного электрода в ш елочных средах являются следствием того, что в этих растворах состав катионов в набухшей пленке стекла не остается постоянным, ионы водорода замеш аются на катионы из раствора. Эта замена происходит в некотором диапазоне pH. После достижения определенного значения pH все ионы водорода в стекле замещаются на ионы щелочного металла. Потенциал стеклянного электрода становится обратимым к ним и служит теперь катионным, например натриевым электродом. В настоящее время такой механизм установлен не только на основании изучения электрохимических свойств стеклянного электрода, но и на основании прямых исследований адсорбции ионов, проведенных с помощью радиоактивных индикаторов. [c.423]

Потенциал стеклянного электрода в отличие, например, от водородного и хингидронного электродов включает скачки 1 — на границе раздела стекло—исследуемый раствор 2 — на границе раздела стекло—буферный (стандартный) раствор 3 — на границе раздела буферный раствор — металл внутреннего электрода. Катионы щелочных металлов, входящие в состав стекла, хотя и в незначительной мере, но участвуют в обмене с ионами водорода раствора (константа обменного равновесия равна 10 —10 ). Однако этого вполне достаточно, чтобы между стеклом и раствором возник скачок потенциала [c.298]

Таблица 16. Химический состав стекла для изготовления стеклянных электродов

Введение й состав стекла оксидов бария, цезия, лантана й замена оксидов натрия на оксид лития значительно расширяет интервал Н+-функции стеклянного электрода. В настоящее время имеется набор составов стекла, позволяющий проводить измерения pH со стеклянными электродами в интервале pH от —2 до 14 (и даже выше) и при температурах до 100—150°С. [c.533]

Введение в состав стекла оксидов алюминия и бора в сильной степени сокращает область Н+-функции стеклянного электрода (Кн/ма — возрастает до значений 10 —10°). Таким путем удалось создать ионоселективные стеклянные электроды для [c.533]

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТЕКЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ [c.202]

Е1 зависимости от состава стекла область pH, где точно выполняется зависимость = й —0,0592 pH, может быть более или менее ограничена 0—12 pH, 0—13 pH. 1 — 11 pH и т. д. Если при синтезе стекла ввести в его состав оксид алюминии, стеклянный электрод из такого стекла приобретает способность отвечать на изменение концентрации однозарядных катионов М+ = Р1 +, Ыа +, К" ", Ад+, NH4+ по уравнению [c.314]

Наиболее широко применяется в реакциях кислотно-основного взаимодействия и для определения pH растворов стеклянный электрод. Он представляет собой небольшой сосуд из тонкостенного с повышенной электропроводностью стекла, в соста- [c.15]

Показания стеклянного электрода не точны в присутствии белков и других органических соединений с большими молекулами, которые адсорбируются на его поверхности. Стеклянный электрод нельзя использовать в сильнощелочной среде, или в кислых растворах, содержащих Р , так как в этих условиях его поверхность разъедается. Для растворов с pH > 10 обычно требуется внесение эмпирических поправок в измеренные значения pH. Так, при pH > 10 в присутствии N3+ с концентрацией 1 г-ион/л отсчитанные значения на ОД—0,2 единицы pH ниже, а при pH = 12 — примерно на единицу pH ниже. Причем эта ошибка ( щелочная ошибка ) зависит не только от значения pH, но и от вида и концентрации присутствующих ионов щелочных металлов.- Она осо- бенно велика для На и меньше для других ионов щелочной группы, особенно для Ь -. В последнее время разработаны новые типы стекла для стеклянных электродов, в состав которых входят литий, цезий, лантан и др., которые обладают очень маленькой щелочной ошибкой и могут использоваться даже при pH = 14 с незначительными поправками для измеренных значений pH. [c.341]

Согласно теориям Дола и Никольского, погрешности стеклянного электрода в щелочных средах являются следствием того, что в этих растворах состав катионов в набухшей пленке стекла не остается постоянным, ионы водорода замещаются на катионы из раствора. Эта замена происхо- дит в некотором диапазоне pH. После достижения определенного значения pH все ионы водорода в стекле замещаются на ионы щелочного металла. Потенциал стеклянного электрода становится обратимым к ним и служит теперь катионным, например натриевым, электродом. В настоящее время такой механизм установлен не только на основании изучения [c.502]

Дальнейшим развитием теории стеклянного электрода занимались Горовиц, Гросс и Гальперн и др. Горовиц [10] обратил внимание на то, что потенциал стеклянного электрода определяется концентрацией не только Н+-ИОНОВ, но и тех металлов, которые входят в состав стекла, и пытался этим путем построить электроды, которые позволили бы измерять концентрацию ионов щелочных металлов. [c.30]

Электроды с жесткой матрицей. Стеклянные мембраны изготовляют из специальных стекол, подбирая их состав так, чтобы мембрана проявляла повышенную селективность к определенному иону и позволяла определять его в присутствии других. Первым ионоселективным электродом был стеклянный электрод для измерения pH (рис. IV. 15). В зависимости от целевого назначения электрод может иметь разную форму и размер (от крошечных стерженьков для введения в полость зуба или даже в отдельную клетку до шарика диаметром 10—15 мм для лабораторных аналитических работ). В любом случае главной частью электрода является тонкая рН-чувствительная мембрана. Обычно ее изготовляют из стекла, содержащего 22% оксида натрия, 6% оксида кальция и 72% оксида кремния. Внутренним раство- [c.345]

Теоретическое объяснение работы стеклянного электрода связано с основными представлениями о механизме переноса тока через стекло. Согласно Б. П. Никольскому, переносчиками тока могут служить как ионы Ма+, входящие в состав натриевого стекла, так и протоны водного раствора, либо те и другие вместе. Так как протоны в условиях [c.215]

Ион лития обладает наименьшим размером среди прочих щелочных ионов, поэтому и целесообразно в состав стекла для стеклянного электрода вводить окись лития вместо окиси натрия. Интересные исследования с электродами из литиевых стекол проделал Г. П. АвсеевиЧ. [c.321]

Решающее влияние на развитие и успехи ионометрического метода анализа оказало удачное конструирование ионоселективных электродов на основе различных мембран. Стеклянные ионоселективные электроды чувствительны к ионам щелочных металлов N3" , К, КЬ" ", Сб" , а также к ионам Ад+, Т1+ и ЫН4 ". Их устройство и принцип действия такие же, как и у стеклянного рН-электрода. Наиболее существенным отличием является состав стекла, из которого готовятся мембраны. Установлено, в частности, что введение АЬОз в стекло положительно влияет на селективность мембраны к ионам металлов, но не к Н" . [c.200]

Таким образом, введение в состав стекла лития увеличивает область применения стеклянного электрода, но, с другой [c.79]

Стеклянные электроды, обладающие высокой избирательностью (селективностью) по отношению к каким-либо ионам, называют электродами с электродной функцией по данному виду ионов [19]. Изменяя состав стекла, из которого изготовляется нижняя часть электрода, получают ионоселективные солевые мембранные индикаторные электроды, избирательно реагирующие на изменение активности катионов (К+, Ка+, Ад+, МЩ и др.). [c.362]

При этих концентрациях водородных ионов электрод начинает отзываться на изменении в растворе не только Н-ионов, как это имеет место в кислых, нейтральных и слабо щелочных растворах, но и на изменении концентрации щелочных ионов Na +, Li +, К " ". Известно, что закономерность изменения потенциала электрода при изменении концентрации щелочных ионов зависит от соотношения размеров щелочных ионов, входящих в состав как стекла, так и раствора, в котором измеряется потенциал стеклянного электрода. Соотношение объемов ионов стекла и раствора определяет возможность и скорость обмена катионов стекла и раствора. А этот обмен определяет и величину потенциала стекля нного электрода. Поэтому в составе стекла выгодно иметь щелочные катионы возможно меньшего размера. В таком случае обмен их на ионы Na или К +, более крупные и чаще встречающиеся в практической работе с обычными водными растворами, будет затруднен, и потенциал такого стеклянного электрода будет закономерно отзываться на изменении Н-ионов в растворах со значительно более высоким pH. [c.303]

Стеклянный электрод относится к большой группе ионселективных электродов, т. е. электродов, чувствительных к определенному иону. В кислой и нейтральной средах стеклянный электрод обладает высокой селективностью к ионам водорода, а в щелочной становится селективным к катионам щелочного металла. Введение в состав стекла оксидов бария, церия, лантана и замена натрия на литий значительно расширяют диапазон Н+-функции стеклянного электрода и позволяют создать стеклянные электроды, работающие в диапазоне pH от 2 до 14 при температуре, не превышающей 100—150°С. С другой стороны, введение в состав стекла оксидов алюминия и бора в сильной степени увеличивает его катионную функцию. Таким путем удалось создать набор катиончувст-156 [c.156]

Стеклянным электродом (рис. 33) условно называется система, в состав которой входят корпус—сосуд с горловиной из изолирующего стекла, на конце которой напаян шарик (игла, ко пье, камера, мембрана н т. п.) из специального электропроводного стекла, в котором мигрируют иопы Na+ или Li+ стандартный внутренний раствор электролита и токоотвод. Стандартным внутренним раствором служит 0,1 н. раствор НС (иногда с добавками КС1 или Na l) или буферный раствор с добавками хлоридов или бромидов. В качестве токоотвода используют стержень серебра, покрытый хлоридом серебра. К стержню припаивают изолированный экранированный и заземленный медный провод. В системе возникают две [c.163]

Силикатная промышленность. Применение радиоизотопной индикации позволяет исследовать подвижность ряда элементов, входящих в состав стекла. Так, с помощью радионатрия исследовался обмен между стеклом и натрийсодержащим водным раствором. Полученные данные позволили разработать рациональную технологию приготовления стекла для изготовления стеклянных электродов. [c.220]

Водородная функция стекла связана с его составом, гигроскопичностью, химической устойчивостью и толщиной мембраны. Однако роль этих факторов и механизм действия стеклянных электродов до сих пор не вполне объяснены. Большой вклад в развитие теории стеклянных электродов внесли работы Никольского. В настоящее время принято считать, что на поверхности стекла при длительном контакте мембраны с раствором молекулы воды проникают в нее на глубину 10 - 1000 А, образуя гидратированный поверхностный слой, в котором протекают реакции ионного обмена между катионами щелочных металлов, входящими в состав силикатов, и ионами водорода. Основные структурные характеристики стекла в гидратированном слое не меняются, но подвижность катионов значительно увеличивается по сравнению с подвижностью в плотной внутренней части стеклянной мембраны. При этом транспорт катионов в гидратированном слое регулируется ваканси-онным механизмом, согласно которому вакансиями являются катионы в межузловых положениях трехмерного скелета, построенного из кремнийкислородных цепочек (рис. 6.3). При контакте с раствором они могут обмениваться на другие катионы, главным образом на ионы водорода [c.185]

Возникновение потенциала асимметрии возможно при химических воздействиях на поверхность электрода (протравливание щелочами или плавиковой кислотой), механических повреждениях (стачивание, шлифование), адсорбции жиров, белков и других поверхностно-активных веществ. К наиболее важным причинам возникновения потенциала асимметрии относится изменение сорбционной способности стекла по отношению к воде при термической обработке в процессе изготовления электрода. Некоторый вклад вносит дегидратация набухшего поверхностного слоя (высушивание или выдерживание в дегидратирующем растворе). Возникновению потенциала асимметрии способствует неодинаковое напряжение на двух сторонах стеклянной мембраны. Если пустсЛ-ы кремнийкислородной решетки на одной ее поверхности отличаются по форме от пустот на другой поверхности, то нарушается равновесие переноса ионов между стеклом и раствором и возникает потенциал асимметрии. В общем, любое воздействие, способное изменить состав или ионообменные свойства мембраны, влияет на потенциал асимметрии стеклянного электрода и может привести к ошибкам в измерениях pH. Мешающее действие потенциала асимметрии компенсирзтот при настройке рН-метров по стандартным буферным растворам, имеющим постоянную и точно известную концентрацию ионов водорода. [c.188]

Стеклянный электрод. На границе двух фаз — тонкой стеклянной пленки и водного раствора с определенной концентрацией водородных ионов — возникает разность потенциалов, обусловленная диффузией ионов водорода в стекло. Величина разности потенциалов пропорциональна концентрации водородных ионов. На этом явлении основано действие стеклянного электрода. К одному концу открытой стеклянной трубки припаивают стеклянную пленку из специального сорта стекла толщиной в несколько сотых миллиметра. В других конструкциях электрода выдувают на конце трубки шарик с тонкими стенками. Обычно применяют легкоплавкое стекло, в состав которого входит 72% кремниевой кислоты, 6% окиси кальция и 22% окиси натрия. Внутрь трубки наливают стандартный раствор кислоты, например 0,1 н. раствор соляной кислоты, и погружают туда какой-нибудь стандартный электрод, например хлористо-серебряный. Трубку с раствором соляной кислоты и стандартным электродом погружают в исследуемый раствор. Последний соединяют электролитическим ключом со стандартным каломельным электродом и получают цепь kg I АеС1 1 о, 1н. НС11 стекло [Н+] КС) ас I Hg2 l21 Не [c.293]

Сопротивление и состав стекол. Как известно, электропроводность стекла очень мала. Представляется весьма вероятным, что большую часть тока переносят ионы натрия или лития. Хаугардом было установлено, что подвижность ионов водорода в фазе стекла много меньше, чем подвижность ионов натрия [46, 47]. По-види-мому, ионы водорода, проникнув в стекло, связываются с кремнекислородной сеткой последнего более прочно, чем подвижные ионы натрия. Это заключение подтверждено Швабе и Дамсом [48], которые, применяя тритий, показали, что ионы водорода почти не вносят своего вклада в величину проводимости даже при повышенных температурах. Сопротивление постоянному току у стеклянных электродов, как показали Мак-Иннес и Бельчер [12], обычно в 30 раз больше, чем величины, полученные с переменным током. Экфельдт и Перли [44], применяя постоянный и переменный токи, пришли к выводу, что сопротивление постоянному току следует рассматривать как истинное омическое сопротивление стекла (см. также [12] и [49]). Стекло является диэлектриком и его электропроводность очень мала. Поэтому не удивительно, что при измерении сопротивления заметное влияние оказывают такие факторы как диэлектрическая абсорбция и диэлектрические потери, т. е. потери электрической энергии через теплоту, обусловленные изменением электрического поля. При измерении с переменным током появляется потеря энергии внутри стекла, которая добавляет составляющую электропроводности, отсутствующую в измерениях с постоянным током. Это приводит к более низкому кажущемуся сопротивлению, а также к изменению этого сопротивления с частотой. Мак-Иннес и Бельчер установили, что сопротивление переменному току при 3380 гц составляет половину сопротивления при 1020 гц. [c.271]

Соответствующей модификацией состава катионная функция стекол может быть улучшена и практически становится возможным изготовление стеклянных электродов для измерений концентрации щелочных ионов [121, 122]. Эйзенман, Рудин и Кесби исследовали катионную функцию натриевых алюмосиликатных стекол в широком диапазоне составов. Некоторые из стекол, содержащие 18 мол.% АЬОз, обладали высокой специфичностью к ионам натрия. Для одного из таких стекол отношение, характеризующее специфичность к иону натрия по сравнению с ионом калия, составляло 250 1. Наилучший состав стекла таков 11 мол.% ЫаоО, 18 мол.% АЬОз, 71 мол.% 5102. Высокая температура плавления (1600°С) делает это стекло трудным для выработки. [c.286]

Имеются стекла с очень коротким линейным участком зависимости потенциала от pH. Область обратимости стеклянного электрода к водородным ионам у этих стекол весьма ограничена. К ним относятся стекла, состав которых разработан в лаборатории Никольского (Ленинградский университет). Они содержат очень большое количество НгОз и дают отклонения при pH > 8. Стекло Шульца содержит много А1аО< н качестве основы. У этих стекол отклонения начинаются при рН = С, т. е. еще в кислой области. Такой электрод не работает как водородный электрод, а является источником натриевых ионов и служит натриевым электродом. [c.828]

Стекло для стеклянного электрода имеет состав 60—75% SiOg, 20—30% NajO, 8—10% aO. Для стеклянных электродов с особенно высокой электропроводностью рекомендуется стекло состава 64% SiOa, 28% Nap, 8% MgO. [c.405]

Чувствительным элементом большинства современных промышленных рН-метроз служит стеклянный электрод в паре со вспомогательным сравнительным электродом проточного или погружного типа. Состав стекла активной части измерительного электрода выбирается в зависимости от диапазона измерения pH, температуры измеряемой среды, а в некоторых случаях и от ее химического состава. [c.16]

Катионоселективный стеклянный электрод изготовлен аналогично водородоселективному стеклянному электроду. Электроды, чувствительные к Ыа+, К , NH4+, Ag+, получают, изменяя состав стекла. В присутствии других катионов селективность таких электродов, однако, невысока. [c.56]

Дл измерений с точностью 0,03—0,05 pH в интервале pH 2—9 А, Г. Па-сыно [Заводская лаборатория. Je 8869 (1939)] предложил стекло со столь малым сопротивлением, что при применении шариковых стеклянных электродов из этого стекла можно работать с обычными потенциометрами, с гальванометром чувствительностью 10 ампЦ°. Состав этого стекла следующий 64% SiOs,28 /o Na O и 8 /о MgO. Растворимость еще выше, чем стекла 015, поэтому электрод из этого стекла может служить лишь 1—3 месяца. Электрод требует Калибрирования. Б. Никольский и Т. Толмачева [ЖФХ, 10, 504, 513 (1927)1 показали, что примесь AljOg в стекле приводит к сильному искажению поведения стекла как водородного электрода. (Прим. ред.) [c.476]

Особо следует остановиться на стеклянном электроде, представляющем собой обычно стеклянную трубку, заканчивающуюся тонкостенным шариком из стекла специального состава. Внутрь шарика наливают какой-либо буферный раствор и помещают электрод с устойчивым потенциалом (например, каломельный или хло-росеребряный). Вследствие способности стекла обменивать ионы натрия на ионы водорода из раствора,на внутренней и наружной поверхности стеклянного шарика устанавливается ионное равно весие, которое определяет потенциал обеих поверхностей шарика Поскольку состав раствора внутри шарика остается постоянным сумма потенциалов внутреннего вспомогательного электрода играющего роль проводника тока, и внутренней поверхности ша рика для данного стеклянного электрода есть величина постоянная. Следовательно, потенциал стеклянного электрода является функцией только потенциала наружной поверхности стеклянного шарика. [c.215]

Изменяя состав стекла, можно целенаправленно менять его чувствительность к различным одновалентным катионам. Селективность катионов как функцию состава стекла изучал Эйзенман [19]. За последние годы Пранг и Стил [20] исследовали коэффициенты селективности, влияние pH и световую чувствительность ряда стеклянных электродов, поставляемых промышленностью. [c.268]

На рис. 17-9 показано, как стеклянные электроды двух типов реагируют на изменение pH в 0,1 М растворах солей щелочных металлов. Один из электродов изготовлен из стекла корнинг 015, в состав которого не входит АЬОз. Для этого электрода при pH ниже 9 член Ko6 UBlUy )bi в уравнении (17-19) мал по сравнению с величиной аи При более высоких pH второй член в уравнении становится определяющим отметим, что его величина зависит от природы присутствующего иона щелочного металла. [c.432]

Константа К характеризует разницу в прочности связи ионов натрия и водорода со стеклом по сравнению со связью их с водой в растворе. Введение в состав стекла более кислых окислов, например В2О3 или AUO3, связывая Na+, увеличивает его активную концентрацию в стекле, увеличивает значение К и, следовательно, Ф, что и имеет место в действительности стеклянные электроды, содержащие полуторные окислы, принимают функции металлических электродов при низших значениях pH [c.81]

Стеклянные электроды изготовляют из специального легкоплавкого стекла. Чаще всего стекло имеет состав Si02 — 72%, Na2O — 22%, aO — 6%. Диаметр шарика электрода должен составлять 15—20 мм, толщина стекла — несколько сотых долей миллиметра. Изготовленные электроды помещают на [c.375]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология