Определение pH рабочих растворов при помощи хингидронного электрода - Диффузионная кинетика катодного осаждения купрума из водных сульфатных растворов

Методика эксперимента. Кислотность рабочих растворов определяли с помощью хингидронного электрода. Хингидронный электрод представляет гладкую платиновую проволоку или пластину в растворе, содержащем небольшое количество хингидрона, т. е эквимолярного соединения хинона C6H4O2 и гидрохинона C6H4(OH)2. Растворимость хингидрона в воде мала, поэтому для приготовления даже насыщенного раствора достаточно небольшого количества хингидрона (0,1 г на 100 см3 H2O).Устройство хингидронного электрода изображено на рис. 2.3

схема хингидронного электрода

Рис. 2.3. Схема хингидронного электрода.

В водных растворах хингидрон распадается на хинон и гидрохинон, между которыми устанавливается состояние окислительно-восстановительного равновесия:

C6H4O2+2H3O++2e-=C6H4(OH)2+H2O 2.5

Eхг=Е0хг+2,3RT/2F?lg( a2Н3О+) 2.6

Из этой формулы следует, что хингидронный электрод можно использовать в качестве индикаторного на ионы водорода. При 298 К величина E0хг=0,6992 , а ее температурная зависимость имеет вид:

Е0хг=0,6992+7,4?10-4 ?(T-298) 2.7

Выражение для потенциала хингидронного электрода таково:

Eхг=0,6992+7,4?10-4 ? (Т-298) + 0,0519 +2 ? 10-4 ? (Т-298) ?lg( a H3O+ )

Предельное значение pH растворов, в которых допустимо применение хингидронного электрода, не превышает 8,5. Это обстоятельство связано с тем, что хингидрон диссоциирует в две стадии как слабая двухосновная кислота.

Для измерения pH с хингидронным электродом составляется гальваническая цепь:

- Ag, AgCl KCL KCl(нас.) H+; хингидрон PT + 2.9

Ее напряжение записывается уравнением:

E(pHX)=Eхг-ЕCl/AgCl, Ag-2,3 RT/F ? pHX (3.0)

Обработка результатов. По экспериментальным (таблице 2.3)данным, полученным для стандартных растворов, строим зависимость Е(рНо) - рНо (рис. 2.4) и по уравнению линии тренда находим рНх рабочих растворов (табл. 2.2).

калибровочная зависимость е(рно) - рно для хингидронного электрода

Рис. 2.4. Калибровочная зависимость Е(рНо) - рНо для хингидронного электрода.

Таблица 2.3. Данные Е(рНо) - рНо для хингидронного электрода.

Е1,мВ

Е2,мВ

Е3,мВ

Еср, мВ

PH

380

375

350

368,3±30,5

1,68

370

370

370

370±14,5

2,04

300

240

285

275±59,3

3,56

Таблица 2.4. Водородный показатель рабочих растворов.

Растворы

Eср, мВ

PH

0,001 M CuSO4 + 0,999 M Na2SO4

181,6

5,3

0,01 М CuSO4 + 0,99 M Na2SO4

198,3

5

0,1 М CuSO4 + 0,9 M Na2SO4

235

4,34

Для расчета pH используем зависимость Е(рНо) - рНо, и по уравнению линии тренда

Y= -53,427x+467,42 3.1

Определяют величину pH, как

E = - a?pH + b,

Выражают из данного уравнения x(pH).

PH = E?-b/-a 3.2

По полученному наклону калибровочной кривой можно судить о том, что электрод обратим и может использоваться в работе. По значением pH, можно сказать, что среда подкисленная, так как pH<7.По этому значению можно сделать вывод, что CuSO4 подвергается гидролизу по катиону.

Похожие статьи




Определение pH рабочих растворов при помощи хингидронного электрода - Диффузионная кинетика катодного осаждения купрума из водных сульфатных растворов

Предыдущая | Следующая