Рысев А.П., Ловчиновский И.Ю. Практическое руководство по электрохимическим методам анализа, страница 2

Проводят измерения ЗДС. Для этой цели в соответствующие стаканы помещают 40-50 мл приготовленных растворов с известной концентрацией фторида. Поднимают держатель электродов (индикаторного и электрода сравнения) и убирают в сторону стакан с раствором для хранения электродов (1,0 10 ' М раствор фторида). Подставив под электроды стакан для слива, тщательно промывают электроды дистиллированной водой. осторожно удаляют капли воды с электродов фильтровальной бумагой. Начинают измерения с растворов наименьшей концентрации! Измеряют ЭДС для растворов с концентрацией фторид-ионов 1,010', 5,0105, 1,010», 5,01д», 1,0 10 М. Измерения с использованием анализируемого раствора проводят после стандартного раствора с концентрацией фторида 1,0 10'М. При этом используют метод стандартных добавок.

В стакан для измерений помещают 25,00 мл (пипеткой) анализируемой пробы и измеряют ЗДС. Добавляют к этой порции анализируемого раствора 5,00 мл (пипеткой) 1,0 10'2М стандартного раствора фторида и вновь проводят измерение ЭДС. Продолжают измерения ЭДС для растворов с концентрацией фторида 1,010 2 и 1,0 10 " 12 М.

По окончании измерений, электроды промывают дистиллированной водой и погружают в раствор для хранения с концентрацией фторида 1,010 зМ. Проводят не менее двух серий измерений. Данные измерений заносят в таблицу по нижеприведенной форме. Результаты определения ЭДС при градуировке фторидселективного электрода 4. Строят график зависимости ЭДС от рР и определяют основные характеристики фторидселективного электрода: границы определяемых концентраций, крутизну электродной функции. По полученным данным рассчитывают концентрацию (моль/л) фторида в исследуемой пробе по следующей формуле: ЬЕ ф — ) ~ /СТ.

СТ. 10 з П вЂ” ...+.п ..т+.и', где Чст. - 5,00 мл; Чп - 25,00 мл; С(Р ) — 1,0 10 М. Рекомендуется полученные данные представить в табличной форме (см. табл.1). Принять 8„=0,10. 13 РАБОТА Ма2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФТОРИДСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА Фторидселективный электрод на основе ) аРз обладает рядом положительных качеств, делающих его незаменимым при определениях фторида в водных растворах: широкие концентрационные границы выполнения основной функции, малое время отклика, т.е.

быстрое реагирование на изменение активности (концентрации) фторида, устойчивость потенциала во времени, уникальная селективность и др. Однако, различные вещества, присутствующие в анализируемых растворах, могут влиять на величину электродного потенциала этого электрода вследствие изменения ионной силы раствора, а также изменения ионной Формы фторида (образование комплексных или протонированных частиц) и других причин. Для создания оптимальных условий применения и устранения мешающего влияния посторонних компонентов при определении Фторида в сложных объектах рекомендуется использовать специальные буферные смеси.

Например, буфер регулирования общей ионной силы (БРОИС) с рН=5,0 + 5,5, содержащий 0,25 М уксусной кислоты, 0,75 М ацетата натрия, 1,0 М хлорида натрия и 10 ' М цитрата натрия. Прежде чем использовать ионоселективный электрод для проведения аналитических определений, необходимо знать его основные характеристики и условия применения. Главные из них содержатся в паспортных данных электрода. Однако наиболее полные и достоверные сведения можно получить экспериментальным путем. 14 В настоящей работе определяют следующие характеристики фторидселективного электрода: область линейной зависимости ЭДС электродной системы от рР, крутизну электродной функции, коэффициент селективности к некоторым ионам (по указанию преподавателя).

Исследуют влияние на электродную функцию рН в области 2-10. ПРИБОРЫ И РЕАКТИВЫ Измерительный прибор (рН-метр рН-121 или иономер ЭВ-74). Фторидселективный электрод (ЭР-У)). Электрод сравнения - хлоридсеребряный (ЭВА-1МЗ). Мерные колбы на 100 мл. Стаканы вместимостью 50-100 мл. Пипетки на 5, 10 и 25 мл. Фторид натрия, 0,10 М раствор. 0,1 М растворы хлорида натрия, бромида и иодида калия, силиката натрия.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ 1. Включают иономер в сеть (220 В) и прогревают 20-25 минут. 2. По указанию преподавателя определяют селективность электрода по отношению к хлориду, бромиду, иодиду или силикату. С этой целью готовят серию стандартных растворов фторида натрия (в мерных колбах вместимостью 100 мл):1,010~, 1,010 ', 5,0104, 1,0104, 5,010 ' и 1,010' М последовательным разбавлением исходного 0,10 М раствора фторида натрия с постоянной ионной силой, создаваемой 0,1 М растворами хлорида, бромида, иодида и силиката соответственно. 15 3. Проводят измерения ЭДС (см.п.3 работы Ия 1).

Результаты измерений оформляют в таблицу, форма которой приводится ниже. Результаты измерений ЭДС в смешанных рас- творах 4. Исследуют влияние рН на фторидную функцию мембранного электрода в интервале 2-10. Для этого помещают в стакан 30 мл 1,010'М раствора фторида и снимают показания ЭДС (4-5 точек), прибавляя несколько капель 0,5 М хлороводородной кислоты и измеряя рН раствора. То же самое выполняют для щелочной области, используя 0,5 М раствор гидроксида натрия.

5. По полученным данным строят градуировочную характеристику Е = 1(рР). Находят диапазон определяемых концентраций, т.е. область линейной зависимости градуировочной харакгеристики. Определяют угловой коэффициент градуировочной характеристики — крутизну электродной функции (8 = ЛЭДС 1 Л!0С) и сравнивают его с теоретическим значением (59 мВ при 25'С для однозарядного иона при десятикратном изменении концентрации). Рассчитывают коэффициент селективности по одному из посторонних ионов по формуле: с~ Р/Х С Х где Сг и Сх - концентрации фторида и постороннего иона соответственно, отвечающие точке перегиба на графике.

Строят графическую зависимость ЭДС - рН раствора и находят область рН, в которой наблюдаются стабильные значения потенциала электрода. РАБОТА йо 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРОВОДОРОДНОЙ И БОРНОЙ КИСЛОТ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ Примером потенциометрического титрования, осуществляемого с достаточно высокой точностью, является определение хлороводородной кислоты в присутствии борной. Как известно, борную кислоту нельзя оттитровать кислотно-основным методом непосредственно, поскольку К,=5,810'О. Однако, если к раствору после завершения титрования хлороводородной кислоты прибавить соответствующий реагент (маннит, глицерин), усиливающий кислотные свойства борной кислоты, то ее также можно определить количественно.

ПРИБОРЪ| И РЕАКТИВЫ Измерительный прибор ~рН-метр рН-121 или иономер ЭВ-74). Индикаторный электрод - стеклянный. Электрод сравнения — хлоридсеребряный (ЭВА-1МЗ). Мерные колбы на 100 мл. Стаканы вместимостью 50-100 мл. Пипетки на 10 мл. Хлороводородная кислота, 0,1000 М раствор. Гидроксид натрия, 0,1 М раствор. Маннит. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ 1. Титруют стандартный раствор хлороводородной кислоты.

Аликвотную часть (пипеткой на 10 мл) стандартного раствора кислоты помещают в стакан, разбавляют небольшим количеством дистиллированной воды, погружают в раствор электроды, включают мешалку и проводят ориентировочное титрование, прибавляя раствор гидроксида натрия порциями по 1 мл. По отклонению стрелки на шкале рН- метра определяют положение скачка рН. Выполняют точное титрование новой порции этого раствора, добавляя в области скачка рН титрант порциями по 1-2 капли. Объемы титранта и соответствующие значения рН записывают в виде таблицы. Титрование стандартного раствора повторяют 2-3 раза.

2. Аликвотную часть раствора отбирают пипеткой на 10 мл, разбавляют небольшим количеством дистиллированной воды и проводят ориентировочное титрование, как описано выше. Определяют примерный объем титранта, соответствующий первому скачку рН, т.е. завершению титрования хлороводородной кислоты. Затем к этому раствору добавляют около 1 г маннита и продолжают титрование до обнаружения второго скачка рН, отвечающего окончанию титрования образовавшейся в растворе борноманнитовой кислоты. Выполняют точное титрование новой порции раствора в тех же условиях, добавляя в области скачка рН титрант порциями по 1-2 капли и записывая объем, а также соответствующее значение рН.

Повторяют титрование 2-3 раза. 3. Графическим способом находят объемы титранта, соответствующие конечным точкам титрования. Рассчитывают содержание хлороводородной и борной кислот (в мг) и границы доверительного интервала содержаний, приняв значение относительного стандартного отклонения равным 0,01 для хлороводородной кислоты и 0,015 для борной. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ И АМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ АНАЛИЗА По современной классификации электрохимических методов анализа полярографический и амперометрический методы относятся к группе методов, называемых вольтамперометрическими.

Вольтамперометрические методы основаны на изучении кривых зависимости силы тока от потенциала, которые получаются при электролизе определяемого вещества в специфических условиях. В группу вольтамперометрических методов входят классическая, импульсная и переменнотоковая полярографии, инверсионная вольтамперометрия, амперометрическое титрование и другие разновидности метода. Полярографический метод (полярография) основан на изучении явлений, происходящих на ртутном капающем электроде.