img175 2

42

3.2.3. OZNACZANIE pH WODY METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ

Oznaczenie pH wody metodą potencjometryczną polega na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa składającego się z elektrody roboczej, elektrody pomocniczej i badanego roztworu. Ogniwo to można przedstawić według schematu pokazanego na rysunku 3.1.

Rys. 3.1. Schemat pomiaru pH

Zmierzona siła elektromotoryczna tego układu E pozwala na podstawie wzoru Nemsta (3.11) obliczyć stężenie jonów wodorowych lub pH badanego roztworu.

E_v = E^ar +

RT

ln

[Utl]

zF [Red]

(3.11)

gdzie:

F ⁰

R

F

T

z

Utl

Red

-    potencjał standardowy półogniwa,

-    stała gazowa 8,314 [J • mol ¹ ■ K“'],

-    stała Faradaya 96 484 [C • mol^-1},

-    temperatura [K],

-    liczba elektronów biorąca udział w reakcji,

-    stężenie molowe jonów w postaci utlenionej,

-    stężenie molowe jonów w postaci zredukowanej.

Do oznaczenia pH najczęściej używa się elektrody szklanej jako elektrody roboczej i elektrody kalomelowej jako pomocniczej. Zastosowanie elektrody szklanej umożliwia oznaczenie pH również w roztworach, w których znajdują się związki utleniające lub redukujące, gdyż jest ona niewrażliwa na te czynniki. Ponadto pozwala na pomiar pH w zakresie 1,5-12,0. Wzór Nemsta przyjmuje wtedy postać:

(3.12)

RT

E_V=E°_V- 2,3 —-ApH F

w którym wyrażenie E_N = 2,3 • RT/F [mV] nazywane jest potencjałem Nemsta. Jest to wartość zależna wprost od temperatury.

Do oznaczania odczynu wody służą różnego rodzaju pH-metry, obecnie z odczytem cyfrowym.