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 ионоселективными. Известны ионоселективные элек­троды, обратимые относительно ионов нат­рия, калия, кальция и др.

Стеклянный электрод (рис.5) Аg | АgСl | НС1 (с = 0,1моль/л) | стекло | Н + является важнейшим представителем группы ионообменных (ионоселективных) электродов. Он представляет собой тонкостенный шарик из специального сорта токопроводящего стек­ла, наполненный раствором НС1 концентра­ции 0,1 моль/л. В раствор НС1 погружен вспомогательный хлорсеребряный электрод, который служит внешним выводом к одному из полюсов прибора для измерения потенциала. Стеклянный электрод помещают в исследуемый раствор с неизвестной концентрацией определяемых ионов, в который по­мещают также электрод сравнения (хлорсеребряный или каломель­ный). Электрод сравнения присоединяют к другому полюсу. Таким образом, гальванический элемент, в котором один из электродов стеклянный, включает два электрода сравнения (внутренний и внешний).

 

 

Уравнение Нернста:

 

EMe/Mez+=E0Me/Mez+ + ,где (1)

n — число электронов, которое теряет атом металла, превращаясь в ион Меz+, или приобретает ион металла при восстановлении;

R — универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(К • моль);

T— абсолютная температура, К;

F— постоянная Фарадея;

C — концентрация ионов металла в данном растворе, моль/л;

Е° — стандартный электродный потенциал.

 

При стандартной температуре 250С или 298 К:

EMe/Mez+=E0Me/Mez+ +