57.doc

Do pomiarów pH wykorzystuje się zależność potencja4 odpowiedniej elektrody, np. wodorowej, chinhydronowej, antymonowej lub szklanej, od stężenia jonów wodorowych w roztworze, w jakim się znajduje. Wartość potencjału można wyznaczyć przez pomiar siły elektromotorycznej ( SEM ) ogniwa składającego  się z jednej z wyżej wymienionych elektrod wskaźnikowych i elektrody odniesienia o stałym potencjale. Najodpowiedniejszą elektrodą wskaźnikową stosowaną zarówno do pomiarów pH, jak i do miareczkowania alkacymetycznego, jest elektroda szklana. Działanie elektrody szklanej tłumaczy się tym, ze na granicy zetknięcia się membrany szklanej z roztworem zawierającym jony wodorowe następuje wymiana tychże jonów z niektórymi jonami z rozluźnionej sieci szkła; jony wodorowe obsadzają również wolne miejsca tej sieci. W rezultacie po obu stronach membrany na granicy faz szkło-roztwór powstaje potencjał, którego wielkość jest funkcją stężenia jonów H” w roztworze. Między roztworem elektrodowym i roztworem badanym, przedzielonymi cienką błonką szkła, wytwarza się różnica potencjałów, która jest potencjałem elektrody szklanej jako całości. Ze względu na to, ze pH roztworu elektrodowego ma wartość stałą potencjał elektrody szklanej jest funkcją liniową pH roztworu, w którym elektroda ta jest zanurzona . Potencjał elektrody szklanej ( oraz innych elektrod do pomiarów pH ) w zależności od pH

roztworu wyraża wzór:

E=E - k*pH

W którym E oznacza potencjał elektrody względem danej elektrody odniesienia, gdy pH roztworu badanego jest równe zeru, k – współczynnik proporcjonalności zależy od temperatury.

Jeżeli potencjały są wyrażone w miliwoltach, to k w temperaturze 20 i 25 stopni C ma odpowiednią wartość

Kzo’c = ~~,~

Kzs c=59,1

Pomiar pH polega na porównaniu potencja4 elektrody szklanej w roztworze badanym o nie znanej wartości pH z potencjałem tejże elektrody we wzorcowym roztworze buforowym, którego wartość pH jest znana. Potencjał elektrody w tych roztworach można przedstawić wzorami:

E,=E -k*pH, E”,=E -k*pH,

Z powyższych równań otrzymujemy wyrażenie stanowiące podstawę pehametrii

pH = H”,+E”- E,)*k ’

Wartość pH mierzona potencjometryczne w istocie odpowiada aktywności jonów wodorowych, a nie ich stężeniu i dlatego nieraz dla podkreślenia oznacza się tą wartość symbolem paH. Znając wartość pH roztworu kwasu jesteśmy w stanie określić jego pH. Ponieważ pH słabego kwasu wynosi:

pH = 0,5pK – 0,5logC~”

Czyli: pak = 2*pH - 2*logCkwas  Cnaoh = 0,3