Основные характеристики ионоселективных электродов

Определяемые ионы	Состав мембраны		Чувствительность, моль/л
	LaF3		10–6 - 10–7
	Ag2S - AgCl		10–5
	Ag2S - AgBr		10–6
	Ag2S - AgI		510–7
		Ag2S - AgI		510–6
		Жидкий ионообменник - четвертичные аммониевые соли		10–5
		Жидкий ионообменник - четвертичные аммониевые соли		10–5
		Ag2S		10–7
,		Ag2S - AgSCN		10–5
		Жидкий ионообменник - кальциевая соль додецилфосфорной кислоты		10–4
		Ag2S - CuS		10–6
		Ag2S - PbS		10–6
		Ag2S - CdS		10–6
		Жидкий ионообменник - валиномицин		10–5

Рис.5. Внешний вид иономера

Рис.6. Калибровочный график

Оборудование и реактивы

Иономер.

Ионоселективный электрод на Сl^–.

Электрод сравнения хлоридсеребряный.

Пипетки мерные на 10 мл.

Стаканы стеклянные на 100 и 250 мл.

Бумага фильтровальная.

Хлорид калия.

Нитрат калия, 1 М раствор.

Описание определения

По точной навеске готовят серию стандартных растворов хлорида калия (10^–1 - 10^–5 М) с постоянной ионной силой, создаваемой 1 М раствором нитрата калия. Снимают зависимость потенциала ионоселективного электрода от концентрации хлорида калия и строят градуировочный график. Измерения проводят в порядке возрастания концентрации. После каждого измерения электроды промывают дистиллированной водой и осушают фильтровальной бумагой.

Измеряют значения равновесных потенциалов анализируемых растворов. Определяют концентрацию хлорид-ионов в питьевой и природной воде, пользуясь построенным калибровочным графиком.

Концентрацию хлорид-ионов вычисляют в граммах по формуле

X(г) = С(моль/л)∙М_Сl–.

Результаты измерений заносят в форму табл.10.

Форма таблицы 10

Результаты ионометрического определения ионов в воде

Параметры	Эталоны				Исследуемые растворы
	1	2	3	4	1	2	3
Концентрация С, моль/л
Потенциал Е, В

Б. Определение фторид-ионов

Селективность электродов на твердых мембранах связана с возможностью переноса через мембрану только определяемого иона.

Мембрану фторселективного электрода изготавливают из фторида лантана, в который с целью снижения электрического сопротивления вводят ионы Eu²⁺. Такой электрод имеет высокую селективность по отношению к ионам фтора, причем зависимость потенциала от логарифма концентрации линейна. Зависимость потенциала такого мембранного электрода (индикаторный электрод) от активности фторид-ионов описывается уравнением Нернста:

или . (1)

Для измерения потенциала ионоселективного электрода собирают схему:

Электрод сравнения Исследуемый раствор Индикаторный электрод

Ag | Ag Cl| KCl F⁻ LaF₃

ЭДС Е этого гальванического элемента:

.(2)

Решая уравнения (1) и (2), получают:

−lg a_F⁻ = ,

где K' - константа, включающая постоянные величины .

Для учета общей константы K' проводят градуировку ионоселективного электрода, т.е. устанавливают зависимость ЭДС от активности (или концентрации при постоянной ионной силе) фторид-ионов.

При анализе природных и производственных объектов следует помнить, что F^–-ион в кислых растворах или в присутствии ионов Fe³⁺ и Al³⁺ находится в виде слабодиссоциирующей кислоты HF и фторидных комплексов указанных металлов. Поэтому в растворе доводят рН до значения 5 - 7, а также добавляют цитрат натрия, который образует с ионами железа и алюминия более прочные комплексы.