ION.doc

ELEKTRODY JONOSELEKTYWNE

Podział elektrod:

1. ze względu na role pełniącą w miareczkowaniu potencjometrycznym:

·         elektroda wskaźnikowa

·         elektroda odniesienia

2. ze względu na zachowanie:

·         obojętne

·         aktywne

3. ze względu na mechanizm reakcji elektrodowej:

·               elektrody pierwszego rodzaju

.          elektrody odwracalne względem kationu lub względem anionu

.          elektrody odwracalne względem wpółnago anionu

.          elektrody odwracalne względem wpółnago kationu

.          elektrody redoks

.          elektroda antymonowa i inne działające podobnie do niej

·               elektrody drugiego rodzaju

.          elektrody jonoselektywne stało- i ciekłomembranowe

.          elektrody selektywne gazowe

.          elektrody enzymatyczne

Potencjał elektrody.

                            E0- potencjał normalny elektrody

                            R- stała gazowa              T- temperatura

                            n- liczba elektronów biorąca udział w reakcji

                                                                         F – stała Faradaya

Równanie (Nernsta) wyraża potencjał dowolnej elektrody. Jest to wielkość, której absolutnej wartości nie potrafimy ani zmierzyć, ani obliczyć teoretycznie. Można tylko natomiast wyrazić liczbowo wielkość potencjału danej elektrody w odniesieniu do potencjału innej elektrody, mierząc siłę elektromotoryczna (SEM) ogniwa utworzonego z badanej elektrody i elektrody porównawczej. Za równy zeru został przyjęty potencjał elektrody wodorowej i w stosunku do niego przyjmuje się potencjały innych elektrod.

Budowa i działanie elektrody jonoselektywnej.

Elektroda jonoselektywne zwieraja w sobie specjalnie preparowaną membranę. Wewnętrzna powierzchnia połączona jest bez pośrednio z przewodnikiem elektronowym, bądź styka się z roztworem wewnętrznym w którym umieszczona jest elektroda wprowadzająca np. II rodzaju. Roztwór wewnętrzny musi zawierać jony na które czuła jest membrana i jony pozostające w równowadze z elektrodą wprowadzającą:

Ag, AgCl | roztwór wew.CuCl2 | membrana czuła na Cu2+| roztwór badany zawierający Cu2+

Na potencjał elektrody membranowej składa się poleciał międzyfazowy, tj. potencjał na granicy faz, powstający wskutek wymiany jonowej miedzy roztworem i faza membrany oraz potencjał dyfuzyjny odpowiadający procesom zachodzącym wewnątrz membrany. Dzięki temu dal elektrod membranowych jest słuszne równie wprowadzone prze Nikolskiego:

A(r) + B(m) = B(r) + A(m)

Indeks r oznacza roztwór, a m- membranę.

              Stała równowagi reakcji wymiany jonowej jest opisana wzorem:

Stała KA,B nazywa się współczynnikiem selektywności elektrody. Jest ona miarą selektywności elektrody względem jonów A w porównaniu z jonami B.

Pomiary i obliczenia:

Z wykresu krzywej wzorcowej odczytuje zawartość fluorków.

Dla wody 0,31 ppm, natomiast dla pasty 2 ppm.

Woda.

x = 0,00775 mg fluorków w badanym roztworze

x = 0,775 ppm fluorków w wodzie wodąciogowej.

Pasta.

x = 0,05 mg fluorków w badanym roztworze

 

x = 1 mg fluorków w roztworze podstawowym.

x = 43,5 ppm fluorków w paście do zębów.

Pobraliśmy 10 ml zawiesiny pasty która powstała przez rozpuszczenie 23 g pasty w 200 ml wody, wiec teoretycznie w naszej analizie powinno się znajdować 1,15 g czystej pasty.

Wnioski:

  Zawiesina znacznie odbiega od definicji roztworu idealnego, dlatego też w naszej analizie znalazło się znacznie mniej pasty niż można by się spodziewać po obliczeniach. Wnioskuje, że w naszej analizie znalazło się znacznie mniej niż 1g pasty. Przy tak małych stężeniach najmilsza ilość niepożądanych substancji np. substancji wiążących fluorki w silne kompleksy, powoduje znaczne zaniżenie uzyskanych wyników. Porównując uzyskane wyniki – w wodzie wodociągowej jest o około 60 raz mniej jonów fluorków niż w 1 g pasty do zębów.