Презентация на тему: Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012

Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012
Вопросы
Понятия и термины потенциометрии
Электродный потенциал
Медно-цинковый гальванический элемент
Напряжение гальванического элемента
Уравнение электродного потенциала
Окислительно - восстановительный потенциал (ОВП)
Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012
Виды электродов в потенциометрии
Виды электродов по устройству
Виды индикаторных электродов
Стеклянный электрод для измерения рН
Виды электродов по типу электродной реакции
Основные характеристики индикаторных электродов (ИЭ)
Характеристика некоторых ионоселективных электродов
Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012
1/17
Средняя оценка: 5.0/5 (всего оценок: 89)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (827 Кб)
1

Первый слайд презентации

Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012

Изображение слайда
2

Слайд 2: Вопросы

Понятия и термины потенциометрии. Виды электродов. Основные характеристики электродов.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Понятия и термины потенциометрии

Потенциометрия - электрохимический метод анализа, основанный на зависимости электродных потенциалов индикаторных электродов от концентрации определяемого иона в анализируемом растворе. Электрохимические процессы – окислительно-восстановительные реакции на границе электрод/электролит. Электрод – материал, обладающий электронной проводимостью при погружении в раствор электролита. Гальванический полуэлемент – система из электрода, погруженного в раствор электролита. Система Zn/[Zn 2+ ]

Изображение слайда
4

Слайд 4: Электродный потенциал

Разность электростатических потенциалов на границе электрод/электролит называется электродным потенциалом. Символ – φ (фи), единица измерения – В (Вольт). Zn Двойной электрический слой на границе металл — жидкость (диффузное строение слоя). Электродный потенциал + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Изображение слайда
5

Слайд 5: Медно-цинковый гальванический элемент

SO 4 2- Zn 2+ Zn 2+ SO 4 2- Анод Катод - + Cu 2+ Cu 2+ - 2 Медно-цинковый гальванический элемент Схема медно-цинкового элемента: Анод (-) Zn/Zn 2+ || Cu 2+ /Cu Катод (+) Гальванический элемент – это устройство, в котором энергия химической реакции непосредственно переходит в электрическую. Он представляет собой замкнутую систему из двух гальванических полуэлементов: Анод – восстановитель || Катод – окислитель. Электродные полуреакции Zn (к) – 2е = Zn 2+ ( ж) окисление C u 2+ ( ж) +2е = Cu ( к ) восстановление

Изображение слайда
6

Слайд 6: Напряжение гальванического элемента

Напряжение гальванического элемента – это предельное значение разности электродных потенциалов окислителя и восстановителя, т.е. катода и анода. Символ E, единица – В (Вольт). E = φ ок - φ вос. = φ катода – φ анода В потенциометрии гальванический элемент (цепь) состоит из электрода сравнения (как правило, катод) и индикаторного электрода. Схематическое изображение цепи: (Pt) H 2 / H + // KCl, AgCl / Ag Индикаторный электрод Электрод сравнения (для определения рН) (хлорид серебряный) Система из индикаторного электрода и электрода сравнения, погруженных в раствор электролита, называется электрохимической ячейкой.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Уравнение электродного потенциала

Электродный потенциал зависит от: природы электрода; температуры; концентрации электролита; природы растворителя. Зависимость потенциала от температуры ( Т ) и концентрации ( C i ) выражена в уравнении электродного потенциала ( уравнение Нернста ): φ = φ˚ + (RT / nF ) * ln C i, где φ˚ - стандартный электродный потенциал, В; n - число электронов, участвующих в реакции; F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль); R - универсальная газовая постоянная. Подставив значения постоянных R, F, и T = 298 К, заменив натуральный логарифм на десятичный, получим выражение: φ = φ˚ + (0,058 / n)* lg C i

Изображение слайда
8

Слайд 8: Окислительно - восстановительный потенциал (ОВП)

ОВП – потенциал, возникающий на границе соприкосновения инертного электрода ( Pt, Au) с раствором разнозаряженных ионов. Уравнение Нернста для ОВП: φ ов = φ˚ + ( 0,058/ n)*lg[ ОХ ]/[Red] где n – число электронов, участвующих в реакции. Fe 2+ - восстановитель ( Red) Fe 2+ - ē = Fe 3+ Fe 3 + - окислитель (ОХ) Fe 3 + + ē = Fe 2+ Платина Fe 2+ Fe 3+ +ē Red Ox

Изображение слайда
9

Слайд 9

Схема устройства для определения стандартного (нормального) потенциала цинка. Стандартные электродные потенциалы измеряют относительно водородного электрода, потенциал которого условно принят за ноль при стандартных условиях: Т=298 К; p=1 атм.; C i =1 моль/дм 3 Потенциал электрода, измеренный относительно стандартного водородного электрода при стандартных условиях (Т=298 К; p=1 атм.; Ci=1 моль/дм3), называют стандартным электродным потенциалом. Измерение стандартных электродных потенциалов H 2 H 2 H 2 SO 4 [H + ]=1 моль KCl ZnSO 4 [Zn 2+ ]=1 моль - - Поток электронов + - - Pt Zn

Изображение слайда
10

Слайд 10: Виды электродов в потенциометрии

По назначению: Индикаторные электроды – электроды, потенциал которых зависит от активности (концентрации) определяемых ионов в растворе. Электроды сравнения – электроды, потенциал которых является постоянным при проведении измерений, не зависит от концентрации определяемых ионов. Электрод сравнения : 1. – асбестовое волокно, обеспечивающее связь с испытуемым раствором; 2 – внутренний раствор KCl ( нас.); 3 – AgCl (т); 4 – токоотводящий электрод ( Ag ) 5 – отверстие для ввода раствора KCl 1 5 4 3 2

Изображение слайда
11

Слайд 11: Виды электродов по устройству

Электроды первого рода – металлические ( Zn, Ag). Zn - 2ē → Zn 2+ Эти электроды используются в качестве внутренних токоотводящих электродов. Электроды второго рода – Ме / м.р. соль / Электролит с одноименным анионом Ag / AgCl / KCl ( насыщ) От концентрации электролита зависит потенциал электрода. В процессе электродных реакций освобождаются анионы: AgCl + ē → Ag + Cl – Потенциал электродов второго рода зависит от концентрации анионов: где а х – - активность аниона, моль/л

Изображение слайда
12

Слайд 12: Виды индикаторных электродов

Окислительно-восстановительные электроды – индифферентные электроды, погруженные в раствор с разноименно заряженными ионами. Индифферентные электроды только проводники электронов ( Pt, графитовые, стеклоуглерод) – используются в качестве индикаторных при измерении ОВП: Pt / Fe 2+ / Fe 3+ Мембранные – электроды, в которых селективная полупроницаемая мембрана отделяет анализируемый раствор от внутреннего раствора сравнения, содержащего потенциалопределяющие ионы: Внутренний электрод сравнения (токоотводящий) Внутренний раствор сравнения (приэлектродный) Анализируемый раствор ППМ

Изображение слайда
13

Слайд 13: Стеклянный электрод для измерения рН

- стеклянная рН-чувствительная мембрана; - 0,1 М раствор HCl, насыщенный AgCl; - серебряная проволочка; - стеклянная трубка; - изоляция; - токоотвод Мембраны бывают: Стеклянные, кристаллические. Газовые Ферментативные 1 2 3 4 5 6

Изображение слайда
14

Слайд 14: Виды электродов по типу электродной реакции

Электронообменные – на границе электрод/электролит протекают реакции с участием электронов Анод: Ag – ē = Ag + Катод: Ag + + ē = Ag К электронообменным электродам относятся электроды 1-го и 2-го рода. Ионообменные (ионоселективные, ИСЭ) – на межфазных границах (электрод/электролит) протекают ионообменные реакции. Например, стеклянный электрод с водородной функцией: H + + Me + ст ⇆ H + ст + Me + раствор / электрод, мембрана ⇆ электрод, мембрана / раствор Ме + – ионы щелочного металла ( Li, Na, K) ИСЭ – мембранные электроды.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Основные характеристики индикаторных электродов (ИЭ)

Требования к ИЭ: химическая инертность; неполяризуемость ; обратимость электродной реакции; быстрое установление равновесия электродной и химической реакций. Время отклика – время установления устойчивых показаний (до 30 с). Широкий диапазон определяемых концентраций – не менее: 10 -1 - 10 -5 моль/л. Специфичность – характеризуется коэффициентом селективности K ij : – концентрация определяемого иона – концентрация мешающего иона K ij < 1 - электрод селективен к определяемому иону K ij = 1 - электрод одинаково чувствителен к ионам K ij > 1 - электрод более чувствителен к мешающему иону Изопотенциальная точка – характерна для электродов с водородной функцией – значение рН, при котором потенциал не зависит от температуры.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Характеристика некоторых ионоселективных электродов

Опреде -ляемый ион Состав мембраны Диапазон концентраций Область рН, коэффициент чувствительности F - LaF 3 10 - 6 – 1 М рН 4 – 8, k F -, Cl - = 10 -3 Ag + Ag 2 S 10 -7 – 1 М рН 2 – 9, k Ag +, Cu 2+ = 10 -6 Br - AgBr/Ag 2 S 5 ·10 - 6 – 1 М рН 2 – 12, k Br -, Cl - = 5·10 -3 K + Валиномицин 10 - 5 – 1 М рН 2 – 11, k K, Na = 2,6·10 -4 NO 3 - 1,10-Фенантролинат Ni 10 - 5 – 1 М рН 2 – 12, k NO 3 -, NO 2 - = 6·10 - 3 H + Стекло состава SiO 2 -CaO-BaO- Cs 2 O-Li 2 O-La 2 O 3 рН 0,5 – 1 4 k H +, Na + = 10 -13

Изображение слайда
17

Последний слайд презентации: Конакова Елена Сергеевна Потенциометрический анализ. Йошкар-Ола 2012

Спасибо за внимание

Изображение слайда