Презентация на тему: Электродные потенциалы

Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Цинковый электрод
Электродный потенциал
Уравнение Нернста для расчета электродного потенциала
Примеры
Стандартный электродный потенциал ( φ 0 )
Потенциал водородного электрода
Измерение электродного потенциала
Классификация электродов
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Водородный электрод
Электродные потенциалы
Электроды II рода -
Каломельный электрод
Каломельный электрод
Хлоридсеребряный электрод
Хлоридсеребряный электрод
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Хингидронный электрод
Хингидронный электрод
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Стеклянный электрод
Стеклянный электрод
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Электродные потенциалы
Потенциометрия.
Потенциометрия
Электродные потенциалы
Применение потенциометрии
Преимущества потенциометрического метода:
Электродные потенциалы
Потенциометрическое определение рН.
Электродные потенциалы
Электрод сравнения—каломельный Индикаторный ЭД – водородный
Электрод сравнения – каломельный Индикаторный электрод – хингидронный
Электрод сравнения – хлоридсеребряный Индикаторный электрод – стеклянный
Определение термодинамических параметров химических реакций
2. Определение константы равновесия
3. Определение температурного коэффициента эдс химической реакции и расчет теплового эффекта
Интегральная кривая потенциометрического титрования
Дифференциальные кривые потенциометрического титрования
Виды кривых потенциометрического титрования
Дифференциальные кривые титрования смеси кислот
Электродные системы различных методов титрования
Определение Кд слабой кислоты методом потенциометрического титрования
Электродные потенциалы
Список литературы
Электродные потенциалы
1/57
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 63)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1563 Кб)
1

Первый слайд презентации: Электродные потенциалы

Лектор доцент кафедры общей химии к.х.н. Оксененко О. И. Курский государственный медицинский университет Кафедра общей химии http://www.analyticaexpo.ru/2003/images/productions/file1011.jpg

Изображение слайда
2

Слайд 2

Теории возникновения потенциалов Осмотическая теория (Нернст) Электродный потенциал определяется скачком потенциала на границе металл-раствор. Потенциал возникает только в результате обмена ионами между металлом и раствором. Движущими силами обмена ионами являются осмотическое давление  растворенного вещества и электрохимическая упругость растворения металла Р. >P – наблюдается переход ионов из раствора на металл; электрод заряжается положительно. <P – ионы переходят из металла в раствор; электрод заряжается отрицательно. Возможны ситуации

Изображение слайда
3

Слайд 3

Теории возникновения потенциалов Сольватационная теория (Писаржевский, Изгарышев, Герни) Скачок потенциала на границе раствор-металл вызван: Ионизацией атомов металла на ионы и электроны внутри металла: M  M z+ + ze. Определяется U M Сольватацией ионов металла, находящихся на его поверхности, при соприкосновении с молекулами растворителя: M z+ + nL  M z+ nL. Определяется U solv. U M >U solv – наблюдается переход ионов из раствора на металл; электрод заряжается положительно. U M <U solv – ионы переходят из металла в раствор; электрод заряжается отрицательно. Возможны ситуации

Изображение слайда
4

Слайд 4

Теории возникновения потенциалов *Теория реорганизации растворителя (Маркус) В соответствии с современной квантово-механической теорией перенос электрона с металла на ион осуществляется туннелированием при условии равенства энергий. Для этого необходима перестройка сольватной оболочки растворителя.

Изображение слайда
5

Слайд 5

* Электродный потенциал Таким образом, условием равновесия электрохимических систем является равенство электрохимических потенциалов заряженных частиц в контактирующих фазах. Химический потенциал иона в металле (  II ) является постоянной величиной, а химический потенциал иона в растворе. Тогда

Изображение слайда
6

Слайд 6

Сольватационная теория возникновения электродного потенциала

Изображение слайда
7

Слайд 7: Цинковый электрод

Zn – 2e ↔Zn 2+

Изображение слайда
8

Слайд 8: Электродный потенциал

Зависит: 1) от природы электрода, 2) температуры, 3) активности (или концентрации) ионов, относительно которых электрод обратим.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Уравнение Нернста для расчета электродного потенциала

Изображение слайда
10

Слайд 10: Примеры

Цинковый электрод Электрод, обратимый относительно анионов

Изображение слайда
11

Слайд 11: Стандартный электродный потенциал ( φ 0 )

- потенциал, возникающий на границе металл/раствор его соли, измеренный относительно стандартного водородного электрода при концентрации ионов металла 1 моль/л и р=1 атм (101 325 Па). (характеризует электрохимическую активность электрода) Зависит 1) от природы электрода, 2) температуры, 3) природы растворителя.

Изображение слайда
12

Слайд 12: Потенциал водородного электрода

при стандартных условиях (p = 1 атм, [H+] = 1 моль/л ) и T = 298 К равен 0 В.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Измерение электродного потенциала

Изображение слайда
14

Слайд 14: Классификация электродов

I. По механизму возникновения электродного потенциала: 1. Электроды I рода 2. Электроды II рода 3. Окислительно-восстановительные электроды 4. Ионоселективные электроды

Изображение слайда
15

Слайд 15

II. По применению выделяют : 1. Электроды сравнения(вспомогательные) - электроды, потенциал которых известен и не зависит от концентрации определяемых ионов. Примеры: СВЭ, каломельный, хлорсеребряный. 2. Индикаторные электроды (измерительные, определения) - электроды, потенциал которых зависит от концентрации определяемых ионов. Примеры: водородный электрод определения, хингидронный электрод, стеклянный электрод.

Изображение слайда
16

Слайд 16

- электроды, обратимые относительно или катиона или аниона. обратимые относительно катиона : Пример - цинковый электрод, водородный электрод обратимые относительно аниона, Пример, хлорный электрод Электроды I рода

Изображение слайда
17

Слайд 17: Водородный электрод

( Pt ) H 2 | H + Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, покрытую платиновой чернью, опущенную в определяемый раствор, через который пропускается газообразный водород при давлении 1 атм. 1) H 2 ↔2H 2) 2H – 2e ↔2H + ______________________ 2H + + 2e ↔H 2

Изображение слайда
18

Слайд 18

Как электрод определения: Как электрод сравнения: В стандартном водородном электроде используется раствор H 2 SO 4 с активностью ионов Н + = 1 моль/л. Потенциал такого электрода при любой температуре принят равным 0 В.

Изображение слайда
19

Слайд 19: Электроды II рода -

это электроды, которые можно рассматривать обратимыми как к катиону, так и к аниону. Они состоят из металла, покрытого слоем малорастворимой соли этого металла и опущенного в раствор хорошо растворимой соли, имеющей общий анион с малорастворимой солью. Примеры: каломельный и хлоридсеребряный электроды.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Каломельный электрод

( Pt)Hg 0 |Hg 2 Cl 2 |KCl Каломельный электрод состоит из ртути, покрытой пастой, содержащей Hg 2 Cl 2, и погруженной в насыщенный раствор KCl.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Каломельный электрод

ОтносительноСВЭ: φ кал (нас КС l ) = 0,242 В φ кал (1н. КС l ) = 0,281 В φ кал (0,1н.КС l ) = 0,334 В 1) Hg 2 Cl 2 ↔2Hg + + 2Cl - 2) 2Hg + + 2e ↔2Hg 0 ________________________________ Hg 2 Cl 2 + 2e ↔2Hg 0 + 2Cl -

Изображение слайда
22

Слайд 22: Хлоридсеребряный электрод

Ag l AgCl l KCl 1 – серебряная проволока 2 – слой AgCl 3 – раствор KCl ( нас) 4 - микрощель ХСЭ состоит из серебряной проволоки, покрытой слоем AgCl, и опущенной в насыщенный раствор KCl.

Изображение слайда
23

Слайд 23: Хлоридсеребряный электрод

1) Ag + + e ↔Ag 2) AgCl ↔ Ag + + Cl - _____________________________ AgCl + e ↔ Ag + Cl - φ хс = φ хс 0 – 0,059 lg a Cl - При t = 25 0 C, KCl ( нас) φ хс = 0,222 В относительно СВЭ

Изображение слайда
24

Слайд 24

Окислительно-восстановительные (редокс) электроды Окислительно-восстановительными называют электроды, материал которых не участвует в потенциалопределяющих реакциях. Они состоят из инертного металла (платины), погруженного в раствор, в котором происходит окислительно-восстановительная реакция. Например, Sn 4+, Sn 2+  Pt или MnO 4 , MnO 4 2  Pt Уравнение Нернста-Петерса:

Изображение слайда
25

Слайд 25

Окислительно-восстановительные электроды Fe 3+, Fe 2+ l (Pt) Fe 3+ + e ↔ Fe 2+

Изображение слайда
26

Слайд 26: Хингидронный электрод

Хингидрон представляет собой эквимолярный комплекс хинона и гидрохинона. Хингидрон плохо растворим в воде, поэтому из него легко получают насыщенный раствор.

Изображение слайда
27

Слайд 27: Хингидронный электрод

ХГЭ состоит из платиновой проволоки, погруженной в насыщенный раствор хингидрона. Pt  C 6 H 4 O 2, H +, C 6 H 4 (OH) 2 или Pt  X, H +, H 2 X

Изображение слайда
28

Слайд 28

C 6 H 4 (OH) 2 ↔ C 6 H 4 O 2 2- + 2H + C 6 H 4 O 2 2- - 2e ↔ C 6 H 4 O 2 ___________________________________________ C 6 H 4 (OH) 2 - 2e ↔ C 6 H 4 O 2 + 2H + φ 0 =0,699 V ( при 25 С и рН < 8 )

Изображение слайда
29

Слайд 29

Ионообменные электроды (ионоселективные) http://www.cniga.com.ua/index.files/image43201.jpg состоят из двух фаз: ионита и раствора, а потенциал на границе раздела двух фаз возникает за счет ионообменного процесса. Иониты обладают повышенной избирательной способностью к определенному виду ионов, находящихся в растворе.

Изображение слайда
30

Слайд 30: Стеклянный электрод

Стеклянный электрод выполнен из специального стекла, поверхность которого очень чувствительна к концентрации ионов Н +.

Изображение слайда
31

Слайд 31: Стеклянный электрод

При 25 С: Ag | AgCl | HCl (0,1M) | стекло | Н + Он позволяет непосредственно измерять рН среды в диапазоне от 1 до 12.

Изображение слайда
32

Слайд 32

Ионообменные электроды Стеклянный Мембрана стеклянного электрода имеет избирательную адсорбционную активность по отношению к иону Н +. Потенциал мембраны измеряется с помощью двух одинаковых электродов сравнения: внутреннего и внешнего. Электрод широко используется для определения рН различных жидкостей, как в аналитической, так и в медико-санитарной практике.

Изображение слайда
33

Слайд 33

Ионообменные электроды Ионоселективный Ионоселективные электроды с жидкой мембраной состоят из мелкопористой пластиковой диафрагмы, пропитанной раствором ионофора в нелетучем органическом растворителе. Селективность такой мембраны зависит от комплексообразующих свойств ионофора по отношению к определяемому иону. Широко применяются калиевый, кальциевый, нитратный и другие электроды.

Изображение слайда
34

Слайд 34

Ионообменные электроды Ионоселективный (биосенсор)

Изображение слайда
35

Слайд 35: Потенциометрия

Лектор доцент кафедры общей химии к.х.н. Оксененко О. И. Курский государственный медицинский университет Кафедра общей химии

Изображение слайда
36

Слайд 36: Потенциометрия

метод физико-химического анализа, основанный на экспериментальном определении равновесных электродных потенциалов с помощью измерения эдс соответствующих электрохимических цепей.

Изображение слайда
37

Слайд 37

Изображение слайда
38

Слайд 38: Применение потенциометрии

Определение рН, с и γ, т/д параметров химической реакции, растворимости малорастворимых веществ и др.

Изображение слайда
39

Слайд 39: Преимущества потенциометрического метода:

точность; быстрота; возможность автоматизации; возможность работы в мутных и окрашенных средах; посторонние электролиты не мешают определению.

Изображение слайда
40

Слайд 40

http://uaprom-image.s3.amazonaws.com/886793_w640_h640_px150.jpg

Изображение слайда
41

Слайд 41: Потенциометрическое определение рН

Электрод сравнения Исследуемый р-р Электрод определения

Изображение слайда
42

Слайд 42

http://rts91.ru/content/images/user/nic_rts/lkequipment/ev-74.jpg

Изображение слайда
43

Слайд 43: Электрод сравнения—каломельный Индикаторный ЭД – водородный

Из справочника:

Изображение слайда
44

Слайд 44: Электрод сравнения – каломельный Индикаторный электрод – хингидронный

Справочные данные:

Изображение слайда
45

Слайд 45: Электрод сравнения – хлоридсеребряный Индикаторный электрод – стеклянный

Внутренний ЭД сравнения Внешний ЭД сравнения

Изображение слайда
46

Слайд 46: Определение термодинамических параметров химических реакций

1. Определение изменения энергии Гиббса

Изображение слайда
47

Слайд 47: 2. Определение константы равновесия

Изображение слайда
48

Слайд 48: 3. Определение температурного коэффициента эдс химической реакции и расчет теплового эффекта

Изображение слайда
49

Слайд 49: Интегральная кривая потенциометрического титрования

1 – начальный участок V т <V экв 2 – средний участок V т= V экв 3 – конечный участок V т >V экв

Изображение слайда
50

Слайд 50: Дифференциальные кривые потенциометрического титрования

Изображение слайда
51

Слайд 51: Виды кривых потенциометрического титрования

Изображение слайда
52

Слайд 52: Дифференциальные кривые титрования смеси кислот

Изображение слайда
53

Слайд 53: Электродные системы различных методов титрования

Метод титрования Индикаторный электрод Электрод сравнения Определяемые вещества Кислотно-основный Стеклянный Хингидронный Хлоридсеребряный Каломельный Кислоты, основания(барбитураты, алкалоиды, фенолы) Осаждения Серебряный Ртутный -//- Галогениды, роданиды, цианиды, сульфиды (декамин, новокаин, эфедрин) Окислительно-восстановительный Платиновый -//- Восстановители, окислители (аскорбиновая кислота, анальгин, кофеин)

Изображение слайда
54

Слайд 54: Определение Кд слабой кислоты методом потенциометрического титрования

CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COOH + OH - = CH 3 COO - + H 2 O

Изображение слайда
55

Слайд 55

(Продолжение)

Изображение слайда
56

Слайд 56: Список литературы

1. Физическая и коллоидная химия: Учебник/Под ред. Проф. А.П. Беляева. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.-704с. 2. Физическая химия. В 2 кн. Кн.1/Под ред. К.С. Краснова - М: Высшая школа, 2001.-512с.

Изображение слайда
57

Последний слайд презентации: Электродные потенциалы

Благодарю за внимание!

Изображение слайда