Потенціометричний метод

Принцип методу. Потенціометричне визначення рН зі скляним електро­дом ґрунтується на тому, що зміна рН розчину на одиницю приводить до змі­ни електродного потенціалу Е на 58,16 мВ за 20 °С відповідно до рівняння Нернста:

Е=Е^о+58,16 lg [Н⁺], (1.4)

деЕ^о — нормальний потенціал скляного електрода (мВ), що залежить від властивостей скла, з якого виготовлено електрод.

У зв'язку з цим щоразу перед вимірюванням рН прилад зі скляним інди­каторним електродом та хлоросрібним електродом порівняння, який має ста­лий потенціал за певної температури, треба калібрувати за буферними роз­чинами з відомими значеннями рН.

Слід пам'ятати, що скляним електродом вимірюють не концентрацію, а активність іонів водню, яка пов'язана з їх концентрацією рівнянням

а_н+= f _н+ [Н⁺], (1.5)

де f _н+ — коефіцієнт активності іонів водню.

Коефіцієнт активності f _н+ залежить від іонної сили µ розчину. Іонну силу у природних водах створюють практично тільки головні іони (сольові компоненти), оскільки їх концентрація значно вища за концентрацію іонів біоген­них елементів, мікроелементів та органічних сполук. Іонну силу природної води обчислюють за рівнянням:

µ = ½ ∑С_і Z_і²,

деСі, Zі — відповідно концентрації (моль/дм³) і заряди головних іонів (катіо­нів та аніонів).

За відомою іонною силою досліджуваної води, яка як правило не переви­щує 0,1 (табл. 1.1), знаходять f _н+. Точну концентрацію іонів водню обчислю­ють за рівнянням:

[Н⁺] = 10^{-рН-р f н+} (моль/дм³),

де р f _н+ = - lg f _н+

Таблиця 1.1. Коефіцієнти активності іонів водню за різних