Стеклянный электрод поверхности

Особое место в измерении pH растворов занимает стеклянный электрод, широко используемый в настоящее время благодаря ряду его преимуществ (большая селективность, неподверженность отравлению, отсутствие влияния сильных окислителей и восстановителей и пр.). Механизм возникновения потенциала на поверхности стеклянного электрода не является электрохимическим, он в принципе относится к мембранным ионоселективным электродам, которые в последние годы все чаще применяют для определения активности (концентрации) самых различных ионов (катионов и анионов) и привели к возникновению нового раздела прямой потенциометрии — ионометрии. [c.104]

В принципе к такому же уравнению несколько раньше Никольского пришел Дол. Никольский вывел свое уравнение термодинамическим путем, а Дол — кинетическим. Но в основе обоих выводов лежат одни и те же представления об обмене ионов водорода на катионы в пленке стекла. Дол учитывал энергию, которая необходима для того, чтобы водород из раствора перешел в стекло, а из стекла — в раствор, и энергию перехода катионов из стекла в раствор и из раствора в стекло. При этом предполагалось, что число мест на поверхности стеклянного электрода постоянно. Если общее число мест принять за единицу, то можно записать, что некоторая часть месту на поверхности занята ионами водорода, а остальная часть (1 — у) занята катионами. То же самое предположение, что и у Никольского + ац+ = [c.425]

Анионы раствора не влияют на величину разности электрических потенциалов, так как оии не проникают внутрь стекла. Необходимо отметить еще одну особенность стеклянного электрода. Если по обе стороны тонкой стеклянной мембраны (или пленки) находятся растворы с одинаковой концентрацией то в цепи IV мембранный потенциал должен быть равен нулю. Однако в этом случае всегда наблюдается скачок потенциала, который называется потенциалом асимметрии. Это означает, что на внутренней и внешней поверхностях стеклянного электрода возникают различные по величине потенциалы, что объясняется различием свойств внутренней и внешней поверхностей, возникающим, вероятно, при изготовлении электрода. Поэтому при измерении pH растворов стеклянным электродом необходимо учитывать потенциал асимметрии или определять pH по калибровочной кривой. Для уменьшения потенциала асимметрии стеклянные электроды длительное время выдерживают в воде или в растворе 0,1 и. H I. [c.578]

Рис. 4.10. Схема возникновения разности потенциалов на внешней и вкутрсиней поверхностях стеклянного электрода (точками условно изображены ионы водорода)

Регистрирующий рН-метр с сурьмянным электродом (индекс ЛОВ-5) используют в помещениях с повышенной влажностью, где не применимы рН-метры со стеклянным электродом. Поверхность сурьмяного электрода непрерывно очищается волосяными щеточками. Работает он в паре с насыщенным каломельным или хлорсеребряным электродом э. д. с. образующейся гальванической пары измеряется автоматическими потенциометрами (ЭПП или ЭПД), шкала которых градуирована в единицах pH в пределах от 2 до 5 и от 5 до 8. Позиционный регулятор вторичного прибора можно использовать для автоматического регулирования pH воды. Габариты проточного датчика 300 X 210 X X 130 мм. [c.192]

При установившемся равновесии обменного процесса поверхность ионита и раствор приобретают электрические заряды противоположного знака, на границе раздела ионит — раствор возникает двойной электрический слой, которому соответствует скачок потенциала. Поскольку иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, ионообменные электроды называются также ионоселективными. Стеклянный электрод является важнейшим среди этой группы электродов. Он представляет собой тонкую мембрану из специального стекла, в котором повышено содержание щелочных составляющих — соединений натрия, лития и др. Согласно теории Б. П. Никольского потенциалопределяющий процесс на границе раствор — стекло заключается в обмене между ионами щелочного металла, например Ма+, содержащимися в стекле, и ионами Н+, находящимися в растворе [c.484]

При одинаковом составе растворов следует ожидать равенства Фс и фс. Однако поверхности стеклянной мембраны различны по своим свойствам, обусловленным главным образом механической, термической обработкой в процессе изготовления электрода. Разность фс и фс в этих условиях называется потенциалом асимметрии стеклянного электрода, является его индивидуальной характеристикой и входит в величину стандартного потенциала стеклянного электрода. [c.486]

Стеклянный электрод. Он выполнен в виде колбочки из тонкого стекла, заполненной раствором кислоты, в которую погружен инертный проводник - платиновая проволока. В электродной реакции на поверхности стеклянной мембраны электроны не участвуют, а перенос электричества через границу обеспечивается переходом ионов Н" и раствора в стекло и обратно [c.114]

Ни в коем случае нельзя вытирать стеклянный шарик, так как это может разрушить гелевую поверхность электрода. Категорически запрещается царапать поверхность стеклянного электрода острыми предметами, так как толщина стеклянного шарика составляет десятые доли миллиметра и это выведет из строя чувствительный элемент. [c.120]

Стеклянный электрод относится к мембранным электродам. На поверхности раздела между тонкой мембраной из стекла специального состава и раствором возникает разность потенциала, величина которой является функцией в растворе (хотя в [c.38]

Обычно стеклянный электрод изготовляют в виде шарика из тонкой мембраны, в который вводят хлорид-серебряный электрод и раствор соляной кислоты. Внешняя поверхность стекла соприкасается с исследуемым раствором. Потенциалы на каждой из поверхностей стеклянной мембраны обусловлены соответствующими реакциями обмена. Однако на одной из них (внутренней) он остается постоянным, а на другой (внешней) зависит от состава испытуемого раствора. Таким образом, потенциал стеклянного электрода представляет собой разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны. Если бы они были идентичными, то при использовании одного и того же раствора внутри шарика и с его внешней стороны эта разность должна быть равной нулю. В действительности же вследствие ряда причин появляется некоторая разность потенциалов, называемая потенциалом асимметрии и включаемая в величину его стандартного потенциала. Различия двух поверхностных слоев стеклянного электрода связаны с потерей щелочи при тепловой обработке стекла, дегидратацией поверхности при высушивании или продолжительной выдержке в дегидратирующем растворе, с механи-- [c.52]

При условии, что рН(1) = рН(Н) э. д. с. элемента должна быть равной нулю, однако особенностью стеклянного электрода является его потенциал асимметрии Сас, т. е. при равенстве pH двух растворов э. д. с. стеклянного электрода не равна нулю. Это связано с наличием двух разных потенциалов на внешней и внутренней стенке стеклянного шарика, что объясняется различием в свойствах внутренней и внешней поверхности стеклянного электрода. Потенциал асимметрии зависит от состава и толщины стекла электрода. Чем тоньше стенки электрода и выше его электропроводность, тем меньше потенциал асимметрии (5—10 мв). [c.296]

Надо полагать, что если внешняя и внутренняя поверхности шарика стеклянного электрода соприкасаются с одним и тем же раствором и для замыкания цепи применены два одинаковых индикаторных электрода, то из-за равенства и = э.-д.с. цепи должна оказаться равной нулю. На практике, однако, у каждого стеклянного электрода наблюдается при указанных условиях небольшая величина э.д.с. называемая "потенциалом асимметрии", связанная с некоторым расхождением величин Е и 2 [c.163]

Для определения pH составляют ячейку из стеклянного индикаторного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения, погруженных в один и тот же испытуемый раствор. Надо полагать, что если внешняя и внутренняя поверхности шарика стеклянного электрода соприкасаются с одним и тем же раствором и применяются два одинаковых электрода сравнения, то э. д. с. цепи должна оказаться равной нулю. На практике, однако, у каждого стеклянного электрода наблюдается при указанных условиях небольшая величина э.д.с., называемая потенциалом асимметрии , связанная с некоторым расхождением между величинами Е и Е2. [c.118]

Стеклянный электрод отличается от уже рассмотренных электродов тем, что в соответствующей ему электродной реакции не участвуют электроны. Наружная поверхность стеклянной мембраны служит источником водородных ионов и обменивается ими с раствором подобно водородному электроду. Иными словами, электродная реакция сводится здесь к обмену ионами водорода между двумя фазами — раствором и стеклом Н+=Н+ст. Поскольку заряд водородного иона соответствует элементарному положительному коли- [c.242]

Благодаря высокому содержанию оксида натрия в стекле, применяемом для изготовления стеклянного электрода, возможна замена ионов натрия на ноны водорода из раствора. На поверхности электрода уста- [c.99]

Достоинствами стеклянного электрода являются быстрое установление потенциала, возможность работы в широком интервале значений pH (от 1 до И) и то, что он не подвержен действию окислителей, восстановителей и веществ, отравляющих поверхность платины в водородном электроде. [c.241]

Потенциал стеклянного электрода обусловлен обменом ионов щелочных металлов, находящихся в стекле с ионами водорода из раствора. Энергетическое состояние ионов в стекле и растворе различно. Это приводит к тому, что ионы водорода так распределяются между стеклом и раствором, что поверхности этнх фаз приобретают противоположные заряды, между стеклом и раствором возникает разность потенциалов, значение которой зависит от pH раствора. Подробно теоретические основы работы стеклянных и других ионселективных электродов описаны в соответствующих монографиях. [c.120]

Величина (й г/ рН) , выражающая долю емкости двойного слоя в поляризационной емкости электрода, называется изоэлектрическим сдвигом потенциала. Она может быть получена экспериментально на электроде с сильно развитой поверхностью путем замены одного раствора на другой с иным значением pH при разомкнутой цепи (метод изоэлектрических сдвигов потенциала) или же путем потенциометрического титрования в изоэлектрических условиях (при помощи дополнительного стеклянного электрода). [c.69]

Поверхность длительно не работавшего стеклянного электрода предварительно обрабатывают либо разбавленным раствором хромовой кислоты, либо 5%-ным раствором аммиака, тщательно промывают водой и бидистиллятом и затем выдерживают несколько суток в разбавленном растворе НС1, а перед помещением в рабочий раствор ополаскивают бидистиллятом и порцией рабочего раствора. [c.133]

Даже если по обе стороны электродного стекла находятся совершенно одинаковые растворы, то скачки потенциалов, как правило, будут неодинаковыми. Малейшее различие в составе стекла на обеих поверхностях, дансе различие во внутренних напряжениях поверхностей стекла, сказывается на величине потенциала, возникает дополнительный скачок потенциала, называемый потенциалом асимметрии. Поэтому каждый стеклянный электрод подвергают специальной калибровке по стандартным буферным растворам с точно определенной величиной pH. Стеклянный электрод наиболее надежный из индикаторных электродов. Его можно применять для измерения pH в широком интервале его значений (О — 12) в растворах с сильными окислителями и восстановителями. [c.342]

Перед опусканием в испытуемый раствор стеклянный электрод тщательно обмывают многократным погружением в воду и в испытуемый раствор. Обтирать поверхность стеклянного электрода нельзя. После употребления электрод промывают водой, закрепляют в штатив и хранят в воде или в разбавленной соляной кислоте. [c.165]

Чтобы стекло электрода функционировало как рН-электрод, оно должно быть гидратировано. Гидратирование осуществляют путем выдерживания электрода в течение нескольких часов в воде, а затем в 0,1 М растворе H . При гидратации адсорбируется около 50 мг воды на 1 см стекла. При последующем выдерживании электрода в растворе НС1 гидратированное стекло легко обменивает однозарядные катионы на ионы водорода. В итоге на внешней поверхности стеклянного шарика создается насыщенный слой адсорбированных ионов водорода, создающих определенный и постоянный заряд. Его можно измерить благодаря наличию электрода сравнения. При погружении стеклянного электрода в исследуемый раствор, содержащий ионы водорода, достаточно быстро (в течение 1—2 мин) устанавливается равновесный скачок потенциала. Условием равновесия между ионами водорода на поверхности стекла и в растворе является равенство химических потенциалов и р,Р +. [c.182]

Ионообменные электроды. Стеклянный электрод. К ионообменным относят такие электроды, которые состоят из двух фаз ионита и раствора, а потенциал на границе раздела фаз возникает за счет ионообменного процесса, в результате которого поверхности ионита и раствора приобретают электрические заряды противоположного знака. Иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, поэтому электроды называют также ионсе-лективными. Известны ионселективные электроды, обратимые относительно ионов натрия, калия, кальция и др. [c.180]

Рассмотрим процесс возникновения потенциала стеклянного электрода на границе с раствором, содержащим ионы водорода. При помещении такого электрода в раствор (рис. 4.10) ионы водорода начинают вытеснять ионы щелочного металла (натрия или лития) с поверхности электродного стекла. В силу различия энергетического состояния ионов в растворе и на поверхности стекла [c.94]

Разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностями стеклянного электрода [c.94]

При измерениях pH растворов очень удобен стеклянный электрод (рис. 78), представляющий собой шарик 1 из тончайшего электропроводящего стекла. При погружении шарика в водный раствор на стекле адсорбируются ионы Н+ и ОН- в количествах, зависящих от среды раствора. Это приводит к возникновению на наружной поверхности стекла потенциала, связанного с концентрацией ионов Н+ и ОН (имеются многочисленные теории стеклянного электрода). [c.211]

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]

Адсорбция анионов на стекле происходит по ионообменному механизму, и в сильнокислых растворах поверхность электрода приобретает свойства анионита, подобно тому как в щелочных растворах поверхность приобретает свойства катионита, чем и объясняется сходство ошибок стеклянного электрода в кислой и щелочной областях. Анионный обмен на поверхности электрода связан с некоторой амфотерностью кремневой кислоты, благодаря которой проявляются основные свойства у соединений кремния в набухшей пленке стекла. Гидратированная окись кремния в очень кислых растворах проявляет свои основные свойства в том, что она присоединяет протон водорода реакция идет с образованием соли катионной кислоты [c.435]

Порядок работы с ионселективными твердыми электродами аналогичен порядку работы со стеклянными электродами. Категорически запрещается трогать поверхность электродов острыми предметами, это выводит из строя мембрану. Появившиеся на поверхности твердых электродов царапины удаляют тонкой наждачной бумагой, после чего поверхность мембраны полируют полиритом или пастой ГОИ. [c.121]

Скачок потенциала г )1 на границе стекла и раствора хлорида калия, входящего в сравнительный электрод, постоянен вследствие постоянства концентрации этого раствора. Скачок потенциала зависит от концентрации исследуемого раствора и может быть записан г()2 = т 1дан+, где и т — постоянные для данного стеклянного электрода. Учитывая скачки потенциалов на поверхности стекла, получаем [c.247]

Стеклянный электрод универсальный. Он надежен, имеет высокую точность измерений, прост в обращении. Потенциал устанавливается быстро. Устойчив против химических воздействий и радиации. Потенциал незначительно зависит от присутствия в исследуемом растворе окислителей, восстановителей, поверхностно-активных, радиоактивных веществ и других ионов. Промышленность выпускает стеклянные электроды с разными размерами диаметра шариков до 10 мм (рис. 33, а), капиллярные микроэлектроды, электроды с плоской (рис. 33, б) и вогнутой (рис. 33, в) мембраной и металлизированные электроды без внутреннего раствора, вместо которого на одну из поверхностей мембраны наносят тонкий слой легкоплавкого металла или сплава, например сплав Вуда. Электроды маркированы по среде и температуре. [c.164]

Из материала, изложенного в этом разделе, следует, что поведение стеклянного электрода как в кислой, так и в щелочной областях подобно и объясняется ионным обменом. Отклонения от водородной функции в щелочной области объясняются адсорбцией поверхностью стекла катионов, соответ-втвенно отклонения в кислой области объясняются адсорбцией поверхностью стекла анионов. Адсорбция катионов и анионов происходит по ионообменному механизму. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология