Устройство стеклянного электрода. Принцип, использование.
Устройство: это стеклянная трубка с шариком на конце из особого стекла, содержащего калий, литий. Внутри находится внутренний хлорсеребряный электрод сравнения- это серебряная проволока, покрытая пастой хлорида серебра. Внутри трубки раствор кислоты с известной концентрацией. Этот электрод погружен в исследуемый раствор, где требуется определить рН, т.е. концентрацию ионов водорода. В этот же раствор погружен внешний электрод сравнения (хлорсеребряный). Их соединяют со стеклом через измерительное устройство. На стекле происходит обмен ионами: Na+ (из стекла) + Н+ (из раствора)= Н+ (в стекло)+ Na+ (в раствор). В результате этого обмена с внутренней и наружной стороны стекла возникает разность потенциалов- электродный потенциал. Его величина зависит от концентрации ионов водорода по обе стороны мембраны, но т.к. с одной стороны концентрация ионов водорода известна и постоянна, то фактически определяется концентрация ионов водорода в исследуемом растворе, т.е. рН.
Он используется как электрод определения ( прежде всего рН), но в сильнощелочных растворах он становится обратимым относительно Na+.
Принцип работы ферментных электродов.
Фактически они представляют ионоселективные электроды, на наружную мембрану которых наносят слой фермента. Под действием фермента происходит реакция с определенным веществом (субстратом). Эта реакция дает ион к которому чувствителен данный электрод.
|
|
|
Пример: определение содержания мочевины (мочевинно- селективный электрод) (NH2)2CO уреаза NH4+
Мембрану покрывают ферментом.
Т.к. мембрана селективна по отношению к NH4+ , а с внутренней стороны концентрация его известна, то потенциал электрода зависит от концентрации NH4+ в исследуемом растворе => от концентрации мочевины, которая дает этот ион.
С помощью ферментных электродов определяют витамины, гормоны, антибиотики, аминокислоты.
Понятие о гальванических элементах. Укажите возможные варианты составления гальванических цепей. Правила расчета ЭДС.
Гальванические элементы- это устройства, состоящие из 2 электродов дающие возможность получать электрический ток в результате химической реакции.
Химические гальванические цепи (элементы) - такие цепи, которые состоят из двух разных электродов первого рода, второго рода или окислительно-восстановительных электродов. Источником элект- рической энергии в химических цепях служат химические реакции, протекающие в элементе.
Химические цепи подразделяют на простые и сложные.
Простая химическая цепь состоит из двух электродов, один из которых обратим по катиону, а другой - по аниону электролита, содержащегося в растворе.
|
|
|
Сложная химическая цепь - такая цепь, в которой указанное условие не соблюдается.
Простой гальванический элемент, созданный в 1836 году Дж. Даниелем состоит из двух электродов: цинкового, погруженного в водный раствор сульфата цинка, и медного, погруженного в водный раствор сульфата меди (2). При замкнутой внешней цепи атомы цинка на поверхности цинкового электрода окисляется до ионов с высвобождением электронов. Zn= Zn2+ + 2e-. Эти электроны перемещаются по внешней цепи на медный электрод и восстанавливают ионы меди до атомов. Сu2+ + 2e- = Cu. Поток электронов по внешней цепи – это и есть ток, вырабатываемый элементом.
Суммарная реакция генерации электрической энергии имеет вид:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
Т.о., цинк постепенно растворяется, а медь оседает на катоде.
Измерение ЭДС
Для измерения равновесной (обратимой) величины ЭДС электрохимического элемента необходимо, чтобы процесс совершался бесконечно медленно, то есть чтобы элемент работал при бесконечно малой силе тока. Это условие выполняется в компенсационном методе, который основан на том, что элемент включается последовательно против внешней разности потенциалов и последняя выбирается так, чтобы ток в цепи отсутствовал. Тогда внешняя разность потенциалов равна ЭДС цепи.
|
|
|
Пользуясь компенсационным методом, можно непосредственно измерить значение ЭДС, однако это довольно сложная операция, поэтому в лабораторной практике предпочитают сравнивать ЭДС изучаемого элемента с ЭДС так называемых стандартных (нормальных) элементов, которая тщательно измерена при разных температурах. Этот сравнительный метод также является компенсационным.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 1882; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!