Ćw.: ION	Data: 30,10,2006	Prowadzący: dr inż. J. Zembrzuska	Wydział TCh	Zespół 8
Wykonał: Marek Wąsowski			Ocena:

ELEKTRODY JONOSELEKTYWNE

Podział elektrod:

1. ze względu na role pełniącą w miareczkowaniu potencjometrycznym:

• elektroda wskaźnikowa

• elektroda odniesienia

2. ze względu na zachowanie:

• obojętne

• aktywne

3. ze względu na mechanizm reakcji elektrodowej:

• elektrody pierwszego rodzaju

1. elektrody odwracalne względem kationu lub względem anionu

2. elektrody odwracalne względem wpółnago anionu

3. elektrody odwracalne względem wpółnago kationu

4. elektrody redoks

5. elektroda antymonowa i inne działające podobnie do niej

2. elektrody drugiego rodzaju

1. elektrody jonoselektywne stało- i ciekłomembranowe

2. elektrody selektywne gazowe

3. elektrody enzymatyczne

Potencjał elektrody.

E⁰- potencjał normalny elektrody

R- stała gazowa T- temperatura

n- liczba elektronów biorąca udział w reakcji

F - stała Faradaya

Równanie (Nernsta) wyraża potencjał dowolnej elektrody. Jest to wielkość, której absolutnej wartości nie potrafimy ani zmierzyć, ani obliczyć teoretycznie. Można tylko natomiast wyrazić liczbowo wielkość potencjału danej elektrody w odniesieniu do potencjału innej elektrody, mierząc siłę elektromotoryczna (SEM) ogniwa utworzonego z badanej elektrody i elektrody porównawczej. Za równy zeru został przyjęty potencjał elektrody wodorowej i w stosunku do niego przyjmuje się potencjały innych elektrod.

Budowa i działanie elektrody jonoselektywnej.

Elektroda jonoselektywne zwieraja w sobie specjalnie preparowaną membranę. Wewnętrzna powierzchnia połączona jest bez pośrednio z przewodnikiem elektronowym, bądź styka się z roztworem wewnętrznym w którym umieszczona jest elektroda wprowadzająca np. II rodzaju. Roztwór wewnętrzny musi zawierać jony na które czuła jest membrana i jony pozostające w równowadze z elektrodą wprowadzającą:

Ag, AgCl | roztwór wew.CuCl₂ | membrana czuła na Cu²⁺| roztwór badany zawierający Cu²⁺

Na potencjał elektrody membranowej składa się poleciał międzyfazowy, tj. potencjał na granicy faz, powstający wskutek wymiany jonowej miedzy roztworem i faza membrany oraz potencjał dyfuzyjny odpowiadający procesom zachodzącym wewnątrz membrany. Dzięki temu dal elektrod membranowych jest słuszne równie wprowadzone prze Nikolskiego:

A_(r) + B_(m) = B_(r) + A_(m)

Indeks r oznacza roztwór, a m- membranę.

Stała równowagi reakcji wymiany jonowej jest opisana wzorem:

Stała K_A,B nazywa się współczynnikiem selektywności elektrody. Jest ona miarą selektywności elektrody względem jonów A w porównaniu z jonami B.

Pomiary i obliczenia:

Próbka	SEM [mV]	Stężenie c [ppm]	-log c [kg/l]
Roz. 1	62	200	3,7
Roz. 2	102	40	4,4
Roz. 3	137	8	5,1
Roz. 4	171	1,6	5,8
Roz. 5	190	0,32	6,5
Roz. 6	208	0,064	7,2
Woda	190
Pasta	155

Z wykresu krzywej wzorcowej odczytuje zawartość fluorków.

Dla wody 0,31 ppm, natomiast dla pasty 2 ppm.

Woda.

0,31-	1000
x-	25

x = 0,00775 mg fluorków w badanym roztworze

0,00775-	10
x-	1000

x = 0,775 ppm fluorków w wodzie wodąciogowej.

Pasta.

2-	1000
x-	25

x = 0,05 mg fluorków w badanym roztworze

0,05-	10
x-	200

x = 1 mg fluorków w roztworze podstawowym.

1-	23
x-	1000

x = 43,5 ppm fluorków w paście do zębów.

Pobraliśmy 10 ml zawiesiny pasty która powstała przez rozpuszczenie 23 g pasty w 200 ml wody, wiec teoretycznie w naszej analizie powinno się znajdować 1,15 g czystej pasty.

Wnioski:

Zawiesina znacznie odbiega od definicji roztworu idealnego, dlatego też w naszej analizie znalazło się znacznie mniej pasty niż można by się spodziewać po obliczeniach. Wnioskuje, że w naszej analizie znalazło się znacznie mniej niż 1g pasty. Przy tak małych stężeniach najmilsza ilość niepożądanych substancji np. substancji wiążących fluorki w silne kompleksy, powoduje znaczne zaniżenie uzyskanych wyników. Porównując uzyskane wyniki - w wodzie wodociągowej jest o około 60 raz mniej jonów fluorków niż w 1 g pasty do zębów.

---