Электрод водородный натрий-стеклянный

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]

Механизм действия стеклянного электрода объяснил Г. П. Никольский в 1951 г. на основе теории ионного обмена. Он показал, что между поверхностью мембраны стеклянного электрода и раствором, в который он погружен, происходит обмен ионов натрия (из стекла) на ионы водорода из раствора. Таким образом, достижение равновесия ионного обмена определяется соотношением концентраций ионов водорода и натрия в растворе и в стекле. В кислых и слабощелочных растворах равновесие сдвинуто в сторону почти полного замещения в стекле ионов натрия ионами водорода. В этих условиях стеклянный электрод работает как водородный. В слабощелочных растворах, наоборот, равновесие сдвинуто в сторону значительного замещения в стекле ионов ОНз " ионами натрия. Тогда стеклянный электрод работает как натриевый. [c.499]

Недостаточно полное соответствие стеклянного электрода водородной функции становится особенно заметным в щелочных или сильнокислых растворах. В этих условиях потенциал стеклянного электрода не является линейной функцией pH и, кроме того, изменяется во времени. Ошибка положительна в щелочных растворах, содержащих ионы натрия и другие катионы, и отрицательна в концентрированных растворах кислот . Отклонения в щелочных [c.260]

Первым ионоселективным электродом был реагирующий на водородные ионы стеклянный электрод (см.). Не существует электрода, абсолютно специфичного по отношению к ка-кому-нибудь одному иону его работе часто мешает присутствие посторонних ионов. Так, например, обычный стеклянный электрод в растворах с pH > 9, содержащих ионы натрия, дает существенные ошибки, обусловленные его чувствительностью к этим ионам. При изменении состава стекла область, в которой проявляется мешающее влияние ионов натрия, может сдвигаться к более низким значениям pH. Для таких электродов существует эмпирическое уравнение [c.54]

Опыт заключается в добавлении в реакционный сосуд 100 мл буферного раствора с 0,2 М концентрацией буферных ионов концентрацию же ионов натрия устанавливают добавлением необходимого количества сульфата натрия и определением pH при помощи двух водородных электродов. Затем готовят стеклянный электрод, а водород замещают чистым азотом. Электроды из гладкой платины и золота заменяют платинированным электродом. К прибору присоединяют дополнительную трубку с измеренным количеством раствора окислителя и буферным раствором для промывания. В течение получаса из прибора удаляют водород и воздух. Затем из бюретки, окруженной рубашкой, добавляют 10 мл восстановителя. Нижний кран на дополнительной трубке открывают и одновременно пускают электрический счетчик времени, дающий звонок через каждые 15 сек. После этого открывают верхний кран, чтобы содержимое нижнего сосуда вытекло в реакционный сосуд. [c.446]

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]

Новые рецептуры в серии литиевых алюмосиликатных стекол обеспечивают хорошо вырабатываемые электроды, обладающие специфичностью к иону натрия по сравнению с ионом калия, равную 1000 I. Сравнение данных по концентрации натрия, полученных с помощью стеклянных электродов и на пламенном фотометре, позволяет заключить, что в первом случае можно определять концентрацию ионов натрия в диапазоне 0,001—0,2 н. с точностью 1—5% [123]. Поскольку большинство катион-чувствительных электродов имеет некоторую остаточную водородную функцию, желательно поддерживать pH в области 7—9. Производятся также электроды с удовлетворительной селективностью по отношению к ионам калия . [c.286]

Физическая и аналитическая химия. В работе [65] были определены коэффициенты активности хлорида натрия в водно-метанольном растворителе и показано, что на стеклянные электроды в области их натриевой функции не действует специфически изменение природы растворителей, в отличие от наблюдаемого ранее в области водородной функции [66—68]. В дипломных работах, выполненных в ЛГУ под руководством М. М. Шульца, давление паров воды над насыщенными трехкомпонентными растворами солей рассчитывалось методом третьего компонента [69] по данным для э. д. с. элемента [c.329]

Стеклянный электрод перед его применением специально подготавливается. Подготовка заключается в том, что он вымачивается в воде или в слабом растворе кислоты. При этом из поверхностного слоя стекла выщелачиваются ионы натрия, в небольшой степени—ионы кальция, и на поверхности стекла образуется гелеобразная пленка из набухшего ЗЮа-Такая гелеобразная пленка действует как твердый буферный раствор, содержащий постоянное количество ионов водорода, а потенциал подготовленного таким образом стекла обратим к водородным ионам. [c.501]

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]

Окислительный потенциал, измеренный по отношению к водородному электроду при том же pH, т. е. э. д. с. ячейки без переноса (стеклянный электрод — окислительно-восстановительный электрод), в изучаемом интервале концентраций по ацетату натрия в 80,48% и 90,35% СНзСООН не меняется. [c.249]

Для изготовления стеклянного электрода применяют специальное стекло, содержащее 72% ЗЮг, 6—8% СаО, 20—22% МагО. Потенциал стеклянного электрода меняется линейно в зависимости от изменения величины pH. Стеклянный электрод непригоден для растворов с pH <1 (очень кислых) и pH > 9 (сильнощелочных). В щелочных растворах потенциал зависит от природы катиона, а в сильнокислых — от природы аниона. Механизм действия стеклянного электрода выяснен Б. П. Никольским в 1951 г. Между поверхностью мембраны стеклянного электрода и раствором, в который он погружен, происходит обмен ионами водорода (гидроксония) и ионами натрия (из стекла). Положение равновесия ионного обмена определяется концентрацией ионов водорода и натрия в растворе и стекле. В кислых и слабощелочных растворах равновесие сдвинуто в сторону почти полного замещения в стекле ионов натрия на ионы водорода. В этих условиях стеклянный электрод работает как водородный электрод. В сильнощелочных растворах, наоборот, равновесие сдвинуто в сторону почти полного замещения в стекле ионов водорода на ионы натрия. Тогда стеклянный электрод работает как натриевый металлический электрод. [c.604]

К веществам, обладающим ионообменными свойствами, принадлежат некоторые марки стекол. Их структуру составляет силикатный каркас и электростатически связанные с ним катионы, способные к обмену на ноны водорода раствора. Из таких стекол изготовляют стеклянные электроды, обладающие свойствами водородного электрода (см. стр. 281). Стеклянные электроды применяют для определения pH растворов в условиях, когда пользование водородным электродом затруднительно или невозможно (например, в присутствии сильных окислителей). Разработаны также стекла, электродный потенциал которых определяется концентрацией ионов металлов, — например, иона натрия. [c.326]

На гидратированной поверхности обычного стеклянного электрода находятся протоны, вытеснившие ионы натрия или другие ионы с поверхности стекла эти протоны могут обмениваться с катионами, содержащимися в растворе. Потенциал на поверхности раздела между стеклом и раствором возникает за счет непрерывного переноса катионов на этой поверхности [16]. Анионы, по-видимому, не играют никакой роли в процессах, происходящих в пределах гидратированных слоев или слоя сухого стекла. Если стеклянная мембрана разделяет два раствора с различным pH, на поверхности каждого гидратированного слоя быстро устанавливается равновесие, и э. д. с. возникает за счет того, что протоны либо захватываются этими поверхностями, либо теряются ими, в зависимости от активности водородных ионов этих двух растворов [c.265]

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]

Если взято натриевое стекло, то в литиевом и натриевом щелочном растворе в поверхностном слое стекла будут доминировать ионы и - и Na + стеклянный электрод утратит свойства водородного электрода и будет обратим по отношению к ионам натрия. Если же в щелочном растворе имеются ионы калия, то они не могут проникнуть на место ионов натрия ионы водорода, даже при малых концентрациях в растворе, проникают в поверхностный слой стекла, и электрод продолжает работать как водородный электрод. Таким образом, размер отклонений для одного и того же стекла оказывается наибольшим в случае присутствия ионов с малым [c.80]

Стеклянный электрод при измерении pH исходного этилового спирта [8] и смесей спирта-бензина [1 1] и спирта-бензола (1 1) дает завышенные значения но на ходе кривой титрования растворителей и растворов смазок в интервале, близком к нейтральному, это не сказывается. Исключением являются растворы смазок, содержащие натриевые мыла и основания. Наличие в растворе ионов натрия искажает работу стеклянного электрода [17, 18, 19] как обратимого водородного, так как он начинает выполнять функцию смешанного электрода (металлического и водородного). Это вызывает ошибки в результатах титрования. [c.461]

Его обычно изготовляют в форме трубочки с выдутым на конце тонкостенным шариком. Внутреннее заполнение натрий-стеклянного электрода отличается от стеклянного электрода с водородной функцией. Шарик электрода заполняют 1 н. раствором Ыа ЗО, в который добавляют сульфат ртути (I) HgaS04 так, чтобы на дне шарика оказался небольшой ее нерастворившийся осадок. Для отвода потенциала во внутрь натрий-стеклянного электрода вставляется амальгамированный платиновый контакт (рис. 97). [c.295]

Хаугард изучал проводимость мембраны стеклянного электрода. Он полагал, что стеклянный электрод представляет по существу водородный электрод вследствие способности стекла заменять ионы натрия ионами водорода. Согласно его представлению, стекло адсорбирует воду, и натриевая соль кремневой кислоты диссоциирует. На поверхности стеклянного электрода водородные ионы заменяют ионы натрия, образуя скелет кремневой кислоты. [c.145]

Выполнение работы. 1. Приготовить неводный раствор кислоты или нескольких кислот. Использовать муравьиную, уксусную, бензойную, /г-оксибензойную, пикриновую, хлористоводородную, азотную, серную или другие кислоты. Растворителем кислоты может служить смесь этилового спирта и воды в соотношении 1 1 (по объему) спирто-бензольная смесь (1 9) диметилформамид ацетонитрил или пиридин. 2. Приготовить раствор титранта гидроокиси калия, гидроокиси натрия или четвертичного аммонийного основания, например ( 2Hs)4NOH в соответствующем растворителе. Концентрация титранта (установить ее по водному раствору НС1, приготовленному из фиксанала) должна быть примерно в 10 раз больше концентрации раствора кислоты. 3. Составить гальванический элемент из индикаторного стеклянного электрода с водородной функцией и насыщенного каломельного электрода сравнения (см. работу 47). 4. Выполнить титрование (см. стр. 177) и провести все рас- [c.180]

Калибровочные кривые в этаноло-водных смесях для стекла Юза аналогичны калибровочным кривым стеклянного электрода в метиловом спирте. В уксусной кислоте нам не удалось достигнуть более щелочной области, чем 8,5 рНр, так как даже нормальный раствор уксуснокислого натрия в уксусной кислоте имеет рНр = 8, что, вероятно, объясняется низкими значениями коэффициентов активности солей в уксусной кислоте. Однако в интервале от 1,5 до 8,5 единиц рНр стеклянный электрод ведет себя подобно водородному электроду. [c.432]

При пропускании 0,1 N раствора молибдата натрия через колонку с катионитом в водородной форме можно получить раствор молибденовой кислоты, которую затем оттитровывают раствором NaOH со стеклянным электродом [1110а]. При этом наблюдаются два скачка потенциала. Элюат, содержащий молибденовую кислоту, имеет pH 2,26. [c.134]

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]

Уравнения Дола и Никольского хорошо применимы для описания поведения стеклянного электрода как в области водородной функции, в которой электрод работает без ошибки, так и в той области, где заметно проявляется натриевая функция, т. е. когда Капа много больше, чем н [уравнение (X. 18). В так называемой переходной области, где на поведение электрода влияют ионы и водорода, и натрия, это уравнение мало пригодно. Пытаясь устранить этот дефект, Б. П. Никольский изменил свое первоначальное предположение о том, что все коэффициенты активности в стеклянной фазе равны единице. Приняв, что коэффициент активности иона натрия в стекле равен единице, в то время как для иона водорода он может изменяться, Б. П. Никольский вывел уравнение с двумя эмпирическими параметрами [93]. В противоположность этой точке зрения Лендьел с сотрудниками [101] предположили, что изменение в составе набухшего слоя стекла изменяет коэффициент активности одного только иона натрия, в то время как для водорода он остается постоянным. Они смогли учесть наблюдаемую в переходной области щелочную ошибку с помощью уравнения с тремя соответствующими константами. [c.282]

Несколько сложнее обстоит дело, когда нужно контролировать постоянную концентрацию ионов водорода, так как нет металла , кристаллическая решетка которого состояла бы из этих ионов. Однако, как показали работы советского электрохимика Б. Н. Никольского, обойти это затруднение можно с помощью обычного стекла. По мнению Никольского, структуру стекла можно представить в виде силикатного скелета, в который довольно свободно входят ионы щелочных металлов, например натрия. При погружении стекла в раствор кислоты находящиеся вблизи поверхности ионы натрия переходят в раствор, а их место занимают ионы водорода. Таким образом, стеклянньиг электрод начинает играть роль водородного электрода, к которому применимо уравпоппс Нерпста. Иначе говоря, потенциал стеклянного электрода меняется при изменении концентрации кислоты в растворе п, следовательно, такой электрод может с успехом применяться для автоматического регулирования процессов, для которых необходима постоянная концентрация ионов водорода. [c.40]

Уравнение (20,8) было выведено в 1937 г. Б, П. Никольским для стек-.1ЯН)1ого электрода, котЬрый используют для определения концентрации водородных ионов посторонними ионами являются ионы натрия, содержащиеся в стеклянной мембране, [c.397]

В обычном виде стекло не содержит водородных ионов. Однако при вымачивании стеклянного электрода в водных растворах, поверхностный слой его на некоторую глубину подвергается изменениям — в него проникают молекулы воды, происходят процессы гидратации и некоторого набухания. Часть ионов натрия в поверхностном слое вымывается и заменяется ионами водорода из раствора. Между водородны.ми ионами в поверхностном слое и в растворе устанавливается равновесие, в результате которого возникает равновесный межфазный потенциал. Основная особенность этого поверхностного слоя — исключительно высокая селективность к ионам водорода (по сравнению с ионами натрия или другими катионами). Для разных видов стекла коэффициент селективности других ионов составляет 0-з—В связи с этим обе стороны мембраны действуют как хорошие водородные электроды. В отличие от других видов г оиоселсктивкых. иембран, в средней части стеклянной [c.398]

Шаап и сотр. [31, 82], а также Брукенштейн и сотр. [83—85] уделили много внимания поведению кислот и оснований в этилендиамине. Было показано, что в этом растворителе водородный электрод, с помощью которого были определены значения рК ряда слабых кислот, работает удовлетворительно. Дил и Уилд [86] нашли, что в отсутствие солей натрия хорошие результаты в этилендиамине получаются со стеклянным электродом. Они предложили при использовании стеклянного электрода заменять натриевую соль на калиевую или на соль четвертичного аммония. В качестве электрода сравнения был рекомендован [92] [c.347]

Ритчи и Усхольд [68] показали, что в безводном диметилсульфоксиде для стеклянного электрода выполняется водородная функция при изменении активности ионов водорода на 25 порядков. В их исследовании диссоциации слабых кислот стеклянный электрод был стандартизирован по растворам -толуолсуль-фоновой кислоты, полностью диссоциирующей в диметилсульфоксиде. При высоких значениях pH устойчивая обратимая реакция стеклянного электрода устанавливается медленно, однако этот недостаток можно преодолеть, заменив внутренний водный раствор на металлическую ртуть. Еще лучшие результаты получены с внутренней контрольной ячейкой из серебряной проволоки, погруженной в 0,05 М раствор перхлората серебра в диметилсульфоксиде. В качестве солевого моста вполне удовлетворительным оказался 0,1 М раствор перхлората тетраэтиламмония в диметилсульфоксиде. Хотя при высоких значениях pH стеклянный электрод чувствителен к ионам натрия и калия, влияние ионов цезия не наблюдается. По сообщению Батлера [98], электрод сравнения из амальгамы таллия, находящейся в контакте с хлористым таллием, по-видимому, наиболее стабилен в диметилсульфоксиде. [c.352]

Полного удовлетворительного объяснения действия стеклянного электрода в качестве обратимого водородного электрода до сих пор нет . Возможно, что ионы водорода в растворе до некоторой степени обмениваются с ионами натрия на поверхности стеклянной мембраны. В результате с каждой стороны стеклянной мембраны устанавливается потенциал, подобный диффузионному потенциалу. Если никакие ионы, кроме ионов водброда и связанных с ними молекул воды, не могут войти в стекло, то изменение свободной энергии при переносе 1 грамм-иона водорода из раствора по одну сторону мембраны, где активность ионов водорода равна, в раствор по другую сторону мембраны, где их активность равна выражается таким уравнением [c.478]

Из уравнения (13-15) следует, что если значительно больше значения a a A H+Na потенциал зависит почти исключительно от активности водородных ионов, и в этом случае электрод функционирует как рН Электрод. Если 0 + значительно меньше значения то электрод становится чувствительным к ионам натрия. Специальные электроды для определения высоких pH изготовляются из стекла, содержащего LiaO эти электроды имеют лучшие коэффициенты селективности, что позволяет определять ионы водорода с меньшими помехами со стороны ионов щелочных металлов при этих значениях pH. Вообще для стеклянных мембран значение невелико, а для стеклянных мембран, предназначенных специально для измерений высоких значении pH, оно особенно мало, около 10- . [c.268]

Известно, что стеклянный электрод с успехом используют для измерения pH потому, что через его мембрану проходят только, водородные ионы. Из-за некоторой небольшой проницаемости его для катионов натрия (или других щелочных металлов) создаются ошибки, но только в тех случаях, когда в исследуемом растворе отношение ионов натрия к водородным ионам очень велико, по рядка 10 . Большинство исследований было направлено на поиски мембран, проницаемых только для одного катиона или аниона, чтобы с их помощью определять активности отдельных ионов. Мембрана, вырезанная из монокристалла фторида лантана, проницаема только для фторид-ионов, и ее с успехом применяют в определениях концентрации этих ионов [95]. Ряд ионопропускающих твердых мембран, проницаемых с некоторыми ограничениями только для одного катиона или аниона, включены в самый электрод. На электродах такого вида можно определять активность ионов фторидов, хлоридов, бромидов,иодидов и сульфидов. [c.313]