Виды индикаторных электродов

1.Металлические электроды. При погружении некоторого металла в водный раствор часть металла под действием растворителя будет переходить в раствор в виде положительно заряженных ионов. на металле возникнет избыточный отрицательный заряд за счет избытка электронов. Если его опустить в водный раствор, который содержит ионы этого металла, то часть ионов будет переходить на электрод. Между этими двумя процессами устанавливается подвижное (динамическое) равновесие. Если на металле присутствует избыток электронов, то электрод заряжен отрицательно к нему из раствора притягиваются положительно заряженные катионы. В результате этого процесса вокруг электрода возникает так называемый двойной электрический слой, обусловливающий возникновение электродного потенциала электрода. Величина этого потенциала и его знак зависят от металла электрода, а также от концентрации его ионов в растворе. Таким образом, потенциал металлического электрода после установления равновесия зависит от концентрации потенциалопределяемых ионов в растворе. Например, для серебра, погруженного в раствор, содержащий устанавливается равновесие: Ag + е~ <=^ Ag°, как для окислительно-восстановительной реакции. В этом случае потенциал серебряного электрода определяется уравнением Нернста (В.Ф.Нернст, 1864-1941):

2.Индикаторные электроды из благородных металлов {платина, палладий, золото) являются индикаторными для окислительно-восстановительных систем. В этом случае металлы являются лишь переносчиками электронов от восстановленной формы к окисленной. Электроды из платины (и золота) используют при потенциометрическом окислительно-восстановительном титровании.

3.Ионоселективные мембранные электроды. Ионоселективным называется электрод на полупроницаемой мембраны — тонкой пленки растворов электролитов, твердый или стекловидный электролит. При соприкосновении поверхности мембраны с раствором происходит обмен ионами между мембраной и раствором.

Рассмотрим основные особенности некоторых электродов. Стеклянный электрод — это один из давно известных мембранных электродов, широко используемых для определения рН — концентрации ионов Н⁺. Этот электрод представляет стеклянный сосуд, к нижней части которого припаян HK из стекла специального состава. В сосуд заливают 0,1М раствор соляной кислоты. В этот внутренний раствор погружен хлорсеребряный электрод— серебряная проволока, покрытая хлоридом серебра. К серебряной проволоке припаян изолированый экранированный провод. Стеклянный электрод обычно используют при измерениях рН хлоросеребряным электродом сравнения.

Действие стеклянного электрода основано на том, что на поверхности стеклянного шарика образуется гидратированный тонкий слой стекла специального состава, который обменивается ионами Н¹, находящимися в водном растворе. Этот электрод имеет ряд особенностей. Он пригоден для измерения рН в интервале от 1 до 14. Им можно пользоваться для измерения рН в растворах, содержащих катионы разных металлов, а также сильные окислители и восстановители. 1едостатком является хрупкость стеклянного шарика. Поэтому при

Схематическое устройство стеклянного электрода: — шарик (мембрана); 2 — раствор соляной кислоты; 3 — хлоридсеребря-ный электрод; 4 — стеклянный сосуд; 5— изолированный провод

При работе со стеклянными электродами следует соблюдать осторожность. Нельзя трогать его руками, твердыми и острыми предметами.

2. Электроды с твердыми мембранами. В них используют тонки пластинки (мембраны) из веществ, малорастворимых и проводящих ток за счет ионов. F~-селективный, на основе твердой мембраны из Ag₂S.

Электроды с жидкими мембранами. В них чаще всего используют мембрану в виде пористой полимерной пленки, пропитанной раствором электропроводного вещества в органическом растворите. для определения ионов NO₃, С1О₄, К⁺ и др. (Конструкция электро дов с жидкостными мембранами практически не отличается ш стеклянных электродов).