Индикаторные электроды — перманганатометрическое определение

Fe²⁺: Fe²⁺ — 1e = Fe³⁺.

После точки эквивалентности в растворе почти отсутствуют ионы Fe²⁺, но избыток KMnO₄ создает E (MnO₄^?/Mn²⁺) — для этого применяют платиновый (Pt) электрод:

MnO₄^? + 8H⁺ + 5e = Mn²⁺ + 4H₂O.

(или другие инертные металлы — Pd, Au и др.).

Ионселективные мембранные электроды — электрохимические полуэлементы, в которых разность потенциалов на границе раздела фаз электродный материал — электролит зависит от концентрации определяемого иона в растворе.

Электродный материал представляет собой твердую или жидкую мембрану, в которую введено вещество, способное отщеплять определяемые ионы. Эти ионы при соприкосновении с водой или с водным раствором элемента способны переходить в него или наоборот ионы из раствора переходят в мембрану. В результате поверхность мембраны приобретает заряд, противоположный заряду перешедших в раствор ионов, и на границе раздела фаз возникает потенциал, значение которого зависит от концентрации данных ионов в растворе.

— уравнение Нернста Ионселективные электроды применяют для определения Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺.

Твердые мембранные электроды:

гомогенные — материал для изготовления мембран — малорастворимые соединения Ag⁺, S^2? > Ag₂S;

гетерогенные — содержат инертный связующий материал (парафин, каучук), в них диспергируют соли BaSO₄, AgJ.

Жидкие мембраны — из твердых или жидких ионитов. Предел обнаружения ионов — 10^-5-10^-7 м.

Ag₂S — материал для изготовления ионобменного мембранного электрода для измерения [Ag⁺] в растворе. При погружении Ag₂S в раствор элемента (Ag⁺ > р-р) на поверхности мембраны образуется ЭДС. Если мембрана разделяет два раствора с одинаковой [Ag⁺], то Е на обеих сторонах ее поверхности одинаковы. При различной [Ag⁺] возникает разность потенциалов, определяемая уравнением Нернста.

Обычно электрод выполнен так, что [Ag⁺] в одном из растворов постоянна.

E = E⁰ + 0,059lg[Ag⁺].

Можно определить также S^2?:

.

.

Стеклянный электрод — основан на возникновении Е между тонкой стеклянной пленкой и водными растворами с определенной концентрацией [H⁺]. Зависимость Е от H⁺ обусловлена диффузией H⁺ в стекло.

Электрод представляет собой трубку с шариком с тонкими стенками на конце. Внутрь трубки наливают раствор кислоты, например, 0,1 М HCl и погружают туда какой-нибудь стандартный электрод, например, хлорсеребряный, который соединяют со стандартным каломельным электродом. Трубку с раствором кислоты и стандартным электродом погружают в исследуемый раствор.

Ag¦AgCl¦0,1 M HCl¦стекло¦H⁺¦KCl¦Hg₂Cl₂¦Hg.

насыщ.

ЭДС = Е⁰ + 0,059lg[H⁺].

Ограничение — исключить действие HF.

Новый стеклянный электрод необходимо перед применением некоторое время выдержать в воде или в 0,01 М растворе HCl, при этом Na⁺ переходит из стекла в раствор, H⁺ переходит из раствора на место Na⁺.

Стеклянный электрод применяют для измерения рН. Существуют стеклянные электроды для определения Li⁺ (Li₂O, Al₂O₃, SiO₂).