Принцип метода потенциометрии

В основе методе потенциометрии лежит зависимость потенциала электродов от активности ионов определенного вида, находящихся в растворе. Электродом называется система, в которой имеется металл, погруженный в раствор, Скачок потенциала на границе между металлом и раствором называется электродным потенциалом. Величина электродного потенциала зависит от природы металла, температуры и активной концентрации ионов определенного вида.

В последние годы для определения рН чаще всего применяют стеклянный электрод - трубку, оканчивающуюся шариком из специального стекла с очень тонкими стенками. Внутри шарика находится буферный раствор с погруженным в него металлическим электродом Стеклянный электрод опускается шариком в испытуемый раствор.

В качестве электрода сравнения чаще всего применяют насыщенный хлорсеребряный электрод. Это металлическое серебро, покрытое тонким слоем хлористого: серебра н погруженное в раствор, насыщенный хлоридами серебра и калия.

Электродвижущую силу гальванических цепей измеряют компенсационным методом в приборах, называемых потенциометрами.

Описание работы прибора

Включают прибор (рН-метр: милливольтметр рН-121, или иономер универсальный ЭВ-74 и др.) и прогревают его не менее 20 мин. С помощью термометра измеряют температуру изучаемого раствора. Нажимают черную кнопку «0,t» переключателя рода работ и кнопку «-1-4» диапазона измерений, предназначенную для установки температуры. Вращением ручки «Температура раствора» по верхней шкале 0-100 устанавливают стрелку прибора на значение, равное температуре исследуемой пробы воды (от 0 до 100⁰С).

Приготавливают по крайней мере два буферных раствора, имеющих значение рН вблизи или внутри ожидаемого интервала рН изучаемых растворов. Предположим, что прибор следует проградуировать по растворам: рН 1,68 и рН 6,68 (при 20⁰С).

Наливают в стаканчик дистиллированную воду и погружением в нее электродов промывают их. Убирают стаканчик и просушивают электроды фильтровальной бумагой.

Наливают в стаканчик раствор с рН 1,68 и опускают в него электроды. Нажимают кнопку выбора рода работ: "рН" у рН-метра рН-121 или кнопки «Анионы/Катионы» и «рХ» у иономера ЭВ-74, а также кнопку грубого диапазона «-1-14» или «-1-19».для выбора точного диапазона измерений рН. Убедившись, что стрелка прибора останавливается в диапазоне от –1 до 4 единиц рН, нажимают кнопку «-1-4». Если стрелка не остановилась на значении 1,68, вращением ручки «Калибровка» устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую рН 1,68. Нажимают черную кнопку «0,t» – этим предупреждаются случайные колебания стрелки при размыкании электролитической цепи.

Промывают электроды в дистиллированной воде. В чистый стаканчик наливают буферный раствор с рН 6,86 и вводят в него электроды. Нажимают кнопку «рН» выбора рода работ у рН-метра рН-121 или кнопки «Анионы/Катионы» и «рХ» у иономера ЭВ-74, а также кнопку грубого диапазона «-1-14» или «-1-19» для выбора точного диапазона измерений рН. Убедившись, что стрелка прибора останавливается в диапазоне от 4 до 9 единиц рН, нажимают кнопку «4-9». Если стрелка прибора не показывает значение 6,86, вращением ручки «Крутизна» устанавливают ее на отметке данного значения рН. Нажимают черную кнопку «0,t».

Для определения кислотности (рН) атмосферных осадков предварительно наливают в стаканчик дистиллированную воду, погружением в нее электродов промывают их (при нажатой кнопке «0,t»). Убирают стаканчик и просушивают электроды фильтровальной бумагой. В стаканчик наливают около 50 мл исследуемой природной воды и погружают в него электроды. Нажимают кнопки «рН» у рН-метра рН-121 или кнопки «Анионы/Катионы» и «рХ» у иономера ЭВ-74, а также кнопку грубого диапазона «-1-14» или «-1-19». Все кнопки, кроме указанных, находятся при этом в отжатом положении. Через 2 мин замечают показания прибора по шкале «-1-19» и переходят нажатием соответствующей кнопки на более узкий диапазон. Отсчет показаний прибора проводится с точностью до 0,01 рН.

По полученным данным студенты делают выводы об уровне кислотности атмосферных осадков и о их влиянии на окружающую природную среду.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой кислотный дождь?

2. Объясните причины появления кислот в дождевых выпадениях?

3. Назовите антропогенные источники оксидов серы н азота в

атмосфере.

4. Объясните химический механизм появления кислот в дождевой воде.

5. Б каких условиях будет преобладать каждая из них?

6. Что такое "сухие осадки"и причины их появления в атмосфере ?

7. Что означает показатель рН?

8. Почему дождевую воду нельзя назвать чистой водой?

9. Какую кислотность имеет дождевая вода?

10. Какие факторы определяют преобладание азотной или серной кислот в дождях