2. Визначення водневого показникa потенціометричним методом

Для роботи необхідно: потенціометр; акумулятор; нормальний еле- мент Вестона; хінгідронно-каломельний елемент; гальванометр; провідни- ки; хінгідрон; досліджувані розчини.

Для визначення рН за допомогою хінгідронного електроду користу- ються хінгідронно-каломельним ланцюгом:

Вимірюють еРС цього ланцюга за допомогою потенціометра. рН розчину розраховують, виходячи з рівняння залежності потенціалу хін- гідронного електроду від концентрації водневих іонів:

,

або

.

ЕРС хінгідронно-каломельного елементу набуває вигляду:

.

Підставляючи в це рівняння значення П_хін і П_кал, одержуємо:

.

Звідки дістаємо розрахункову формулу:

.

Значення нормального потенціалу хінгідронного електроду – П_Охін, потенціалу насиченого каломельного електроду – П_кал в залежності від температури, а також значення коефіцієнту беруть з таблиць, які знаходяться у кінці опису.

Для визначення еРС хінгідронно-каломельного елементу до відпо- відних клем на потенціометрі приєднують: хінгідронно-каломельний еле- мент, нормальний елемент Вестона, гальванометр і джерело струму. Не- обхідно пам’ятати, що джерело струму при збиранні електричної схеми підключається останнім. Хінгідронний електрод готують таким чином.

У скляний посуд заливають досліджуваний розчин; туди ж додають хінгідрон до насичення.

Розчин старанно перемішують і опускають платиновий електрод. Приготовлений хінгідронний електрод з’єднують за допомогою солевих містків з каломельним.

Компенсаційна схема потенціометра.

Готовий хінгідронно-каломельний елемент приєднують до приладу, зображеному на рисунку.

Якщо вимірювання проводяться з хінгідронним електродом, то кало- мельний електрод приєднується до клеми “мінус”, а з водневим – до “плюс”. Перед вимірюванням ЕРС хінгідронно-каломельного ланцюга спо- чатку проводять наладку потенціометра по нормальному елементу. Для цього ручка вмикача ставиться в положення “НЗ”, а реостатами, вмонто- ваними в лівій частині приладу, підбирають опір, починаючи з грубої наводки і кінчаючи більш плавною до тих пір, поки стрілка гальванометра покаже відсутність струму. Потім починають визначення ЕРС дослід- жуваного елементу. Для цього ручку вмикача ставлять в положення “Х” і реостатами, вмонтованими в правій частині приладу (починаючи з ручки 0,1 і закінчуючи 0,001 В), підбирають такий опір, при якому стрілка галь- ванометра покаже відсутність струму, тобто стане на нуль.

Cумарне значення показів кожного реостату відповідає значенню ЕРС хінгідронно-каломельного елемента. Маючи значення ЕРС хінгідронно-каломельного електрода, по розрахунковій формулі вираховують величину водневого показника.

Результати досліду записують у табл. 1.

Таблиця 1

Дослід. р-н	Покази потенціо-метра, В	ПОхін, В	Пкал, В		рН

Значення потенціалу насиченого каломельного електроду при різних температурах наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Темпера- тура, К	Потен-ціал, В	Темпера- тура, К	Потен-ціал, В	Темпера-тура, К	Потен-ціал, В
286	0,32	289	0,2517	292	0,2425
287	0,2525	290	0,2509	293	0,2488
288	0,2517	291	0,2503	294	0,2458

Значення потенціалу нормального хінгідронного електроду при температурі від 281 до 301 К наведені в табл. 3.

Таблиця 3

Температура, К	ПОхін, В	Температура, К	ПОхін, В
281	0,6866	292	0,6948
282	0,6874	293	0,6955
284	0,6888	294	0,6970
285	0,6896	295	0,6977
286	0,6903	296	0,6985
287	0,5911	297	0,6992
288	0,6918	298	0,6999
289	0,6925	299	0,7007
290	0,6933	300	0,7011
291	0,6940	301	0,7022

Значення для різних температур наведені в табл. 4.

Таблиця 4

Т, К		Т, К
283	0,0561	294	0,0583
284	0,0563	295	0,0585
285	0,0565	296	0,0587
286	0,0567	297	0,0589
287	0,0569	298	0,0591
288	0,0571	299	0,0593
289	0,0573	300	0,0595
290	0,0575	301	0,0597
291	0,0577	302	0,0599
292	0,0579	303	0,0601
293	0,0581	–	–