background image

Ć W I C Z E N I E     Nr    54 

 

SKALOWANIE  ELEKTRODY   SZKLANEJ 

 
Cel ćwiczenia 
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zakresu aktywności jonów wodorowych w roztworze 
(zakresu pH roztworu), dla którego potencjał elektrody szklanej zmienia się 
prostoliniowo. 

pH roztworu określa  się mierząc siłę elektromotoryczną,  E, ogniwa złożonego z 

elektrody szklanej jako elektrody pomiarowej, której potencjał zależy od aktywności jonów 
wodorowych, 

, oraz  elektrody kalomelowej nasyconej jako elektrody odniesienia, której 

potencjał jest stały, niezależny od aktywności jonów wodorowych. Potencjał elektrody szklanej, 
E

+

H

a

szkl

, określony jest wzorem: 

 

 

pH

059

.

0

E

lna

F

RT

E

E

0

szkl

H

0

szkl

szkl

+

=

+

 

0

szkl

E

 jest potencjałem standardowym elektrody szklanej, który zależy od jej budowy, a przede 

wszystkim szkła, z którego zbudowano elektrodę i dlatego może zmieniać się w czasie. 
Właściwości szkła potasowego, z którego zbudowana jest elektroda szklana, zmieniają się w 
roztworach silnie alkalicznych, co może spowodować zakłócenie liniowej zależności E=f(pH)   

 

 
 
 
 
 
 
Drucik srebrny  
pokryty AgCl 
 
 
 
Roztwór buforowy  
zawierający jony Cl

-

 
 
Membrana szklana 
 

     Elektroda szklana  
W elektrodzie szklanej stężenie  jonów Cl

-

 w buforze 

jest tak dobrane, aby potencjał elektrody był równy 
zero, gdy jest ona zanurzona w buforze o pH = 7
                             

 

 

 

Elektroda zespolona: 1 – membrana szklana,  
2 – punkt przyłączenia elektrody odniesienia,  
3 – elektroda wzorcowa (odniesienia), 4 – drucik 
elektrody pomiarowej (szklanej), 5 – przestrzeń do 
napełniania elektrody wzorcowej elektrolitem,  
6 –obudowa metalowa
 

Do pomiarów pH często wykorzystuje się  elektrodę zespoloną, czyli ogniwo pomiarowe 
złożone z elektrody szklanej i kalomelowej. Siła elektromotoryczna takiego ogniwa jest równa 
różnicy potencjałów obu elektrod kalomelowej i szklanej: 

pH

059

,

0

A

pH

F

RT

3

,

2

E

E

E

E

E

0

szkl

kal

szkl

kal

+

+

=

=

 

Zgodnie z powyższą zależnością, siła elektromotoryczna E elektrody zespolonej jest 

liniową funkcją pH

background image

Mierniki stosowane do pomiarów, nazywane pehametrami, są wyskalowane bezpośrednio  
w jednostkach pH. Ze względu na zmienność potencjału standardowego elektrody szklanej 

, pehametry wymagają kalibrowania przy pomocy roztworów buforowych o stałym pH. Do 

tego celu może być wykorzystany 0,05 M roztwór ftalanu potasu, pH=4,00 w  25

0

szkl

E

o

C. 

 
Wykonanie ćwiczenia 

1. Przygotować pehametr do pomiaru pH: nacisnąć czerwony przycisk sieć oraz przycisk 

pH.  

2. Wykalibrować przyrząd: (i) do naczyńka nalać około 50 ml buforu ftalanowego o pH = 

4,00; (ii) włączyć mieszadło na kilka minut; (iii) po wyłączeniu mieszadła ustawić, przy 
pomocy pokrętła kalibracji wskazówkę pehametru na pH = 4,00. Położenia tego 
pokrętła nie wolno zmieniać w trakcie pomiarów.

 

3. Bufor zlać ponownie do butelki (może być  używany wielokrotnie). Elektrody przepłukać 

wodą destylowaną. Podczas napełniania oraz opróżniania naczyńka nie należy 
wyjmować elektrod, ani odłączać ich od pehametru. 

4. Do naczyńka wlać 25 ml buforu uniwersalnego o składzie: 0,04 mol/dm

3

 kwasu 

octowego, 0,04 mol/dm

3

 kwasu fosforowego i 0,04 mol/dm

3

 kwasu borowego. Zmierzyć 

pH tego buforu. 

5. Następnie do naczyńka z buforem dodawać porcjami z biurety, zgodnie z tabelą 

zamieszczoną poniżej, roztwór NaOH o stężeniu 0,2 mol/dm

3

. Po dodaniu każdej porcji 

zasady roztwór w naczyńku pomiarowym mieszać przez około 5 min, a następnie po 
wyłączeniu mieszadła, zmierzyć pH. 

 

Tabela 1. Wartości pH dla buforu uniwersalnego według Brittona i Robinsona 

   

 

 

 

(25 ml buforu + V

NaOH

)

 

V

NaOH

 

(ml) 

pH 

teoretyczne 

V

NaOH

 

(ml) 

pH 

teoretyczne

V

NaOH

 

(ml) 

pH 

teoretyczne 

 

0,00 
1,25 
2,50 
3,75 
5,00 
6,25 
7,50 

 

 

1,81 
1,89 
2,21 
2,56 
3,29 
4,10 
4,56 

 

 

8,75 

10,00
11,25
12,50
13,75
15,00
16,25

 

5,02 
5,72 
6,37 
6,80 
7,24 
7,96 
8,69 

 

 

17,50
18,75
20,00
21,25
22,50
23,75
25,00

 

9,15 
9,62 

10,38 
11,20 
11,58 
11,82 
11,98 

 

3.  Wyniki pomiarów pH zapisać w tabeli: 

pH buforu 

pH zmierzone 

 

 

 

 

  
4. Wylać roztwór z naczyńka, elektrody przemyć wodą destylowaną i pozostawić zanurzone 

w wodzie destylowanej. Uporządkować stanowisko pracy. 

 
Opracowanie wyników 

1. Sporządzić wykres funkcji: pH

zmierzone

=f(pH

buforu

) 

2.  W oparciu o sporządzony wykres określić zakres, w którym potencjał używanej elektrody 

szklanej jest liniową funkcją pH roztworu. 


Document Outline