Jon Selektivne Elektrode
-
Upload
bilindabutcher -
Category
Documents
-
view
68 -
download
11
description
Transcript of Jon Selektivne Elektrode
1
JONSELEKTIVNE ELEKTRODE
(Određivanje koncentracije kalcijumovih jona)
Zadatak vežbe
Od osnovnog rastvora CaCl2 napraviti standardne rastvore jednakih jonskih jačina.
Za standardne rastvore CaCl2, izmeriti EMS galvanskog sprega formiranog od kalcijumove
jonselektivne elektrode i kalomelove referentne elektrode.
Konstruisati kalibracionu krivu )c (log f = EMS 2Ca .
Sa kalibracione krive odrediti konstantan potencijal kalcijumove jonselektivne elektrode i
izračunati eksperimentalnu i teorijsku vrednost Nernstovog koeficijenta.
Izmeriti EMS sprega za rastvor nepoznate koncentracije CaCl2, a zatim grafičkim putem
odrediti koncentraciju kalcijumovih jona.
Aparatura i hemikalije
o pHmetar Radiometer PHM220
o Magnetna mešalica
o Kalcijumova jonselektivna elektroda
o Kalomelova elektroda
o 1,0 102
mol L1
rastvor CaCl2
o 2,0 101
mol L1
rastvor KCl
Postupak
1. Od osnovnog rastvora CaCl2 koncentracije 1,0 102
mol L1
, u odmernim sudovima od
50 mL napraviti standardne rastvore CaCl2 zadatih koncentracija.
Izračunati zapremine osnovnog rastvora 1,0 102
mol L1
kalcijumhlorida, za
pripremu standardnih rastvora zadatih koncentracija. Zapremina (V1) osnovnog
rastvora kalcijumhlorida koncentracije (c1 = 1,0 102
mol L1
), koju treba
odmeriti u normalni sud zapremine (V2 = 50 mL), za pripremu zadate koncentracije
standardnog rastvora (c2) izračunava se iz izraza:
c1 V1 = c2 V2
Na isti način izračunati zapremine osnovnog rastvora (V1) i za ostale standardne rastvore
CaCl2. Vrednosti zadatih koncentracija i izračunatih zapremina uneti u tabelu 1.
2
Tabela 1. Izračunate zapremine osnovog rastvora CaCl2 i rastvora KCl potrebne za
pripremu standardnih rastvora.
c
(mol L1
)
Zapremina rastvora CaCl2
c = 1,0 102
mol L1
(mL)
Zapremina rastvora KCl
c = 2,0 101
mol L1
(mL)
Jonska jačina rastvora izračunava se iz izraza:
...zczc2
1zc
2
1I 2
AA2KK
2ii
gde je:
I – jonska jačina
cK koncentracija katjona
cA koncentracija anjona
z – naelektrisanje katjona ili anjona
Jonske jačine rastvora kalcijumhlorida različitih koncentracija su različite. Za
podešavanja jonske jačine rastvora, neophodno je u svaki od standardnih rastvora
različite koncentracija kalcijumhlorida, dodati određenu zapreminu rastvora
kalijumhlorida (c = 2,0 101
mol L1
), tako da u svim standardnim rastvorima
jonska jačina bude jednaka i iznosi 1,0 101
mol L1
. Zapremina rastvora
kalijumhlorida (c = 2,0 101
mol L1
) koju treba dodati izračunava se iz izraza:
I1 V1 = I2 V2
gde je:
I1 jonska jačina rastvora KCl (c = 2,0 101
mol L1
)
V1 zapremina rastvora KCl koju treba odmeriti i dodati u standardni rastvor da
jonska jačina standardnog rastvora bude 1,0 101
mol L1
I2 jonska jačina koja predstavlja razliku zadate jonske jačine standardnog rastvora
(1,0 101
mol L1
) i jonske jačine rastvora CaCl2 određene koncentracije.
V2 zapremina standardnog rastvora (50 mL)
Vrednosti izračunatih zapremina rastvora KCl uneti u tabelu 1.
U odmerne sudove od 50 mL, pipetom odmeriti izračunate zapremine rastvora CaCl2 i
rastvora KCl, a zatim odmerne sudove dopuniti destilovanom vodom do oznake.
3
2. Izmeriti EMS formiranog sprega za standardne rastvore CaCl2:
U laboratorijsku čašu sipati analizirani rastvor, uroniti indikatorsku kalcijumovu
jonselektivnu elektrodu i staviti magnet. U drugu laboratorijsku čašu u kojoj se
nalazi 1,0 101
mol L1
KCl, uroniti kalomelovu elektrodu a zatim čaše povezati
elektrolitičkim mostom od agaragara napravljenog sa amonijumnitratom.
(Referentna kalomelova elektroda mora biti elektrolitički odvojena od indikatorske
elektrode zbog prisutnog hloridnog jona u elektrolitu same elektrode).
Uključiti pHmetar, izabrati odgovarajuću skalu u mV i pročitati vrednost EMS.
Za svaki standardni rastvor merenja ponoviti po tri puta. Izmerene vrednosti, kao i
srednje vrednosti EMS prikazati u tabeli 2.
Tabela 2. Rezultati merenja EMS sprega i određivanja potencijala kalcijumove jonselektivne
elektrode
c
( mol L1
) log 2Ca
c EMS1
(mV)
EMS2
(mV)
EMS3
(mV)
<EMS >
(mV)
Ekalc
(mV)
Ekal = _____________ mV
Izmerena elektromotorna sila sprega predstavlja razliku potencijala kalcijumove
jonselektivne (Ekalc) i kalomelove elektrode (Ekal):
kalkalc EEEMS (1)
Potencijal kalcijumove jonselektivne elektrode dat je izrazom:
2Cakkalc alnF2
RTEE (2)
gde je kE konstantan potencijal kalcijumove jonselektivne elektrode.
Elektromotorna sila sprega je:
2Ca
2Cakalkkal2Cak
alnF2
RT*E
alnF2
RTEEEaln
F2
RTEEMS
(3)
gde je: kalk* EEE
4
3. Na osnovu rezultata merenja EMS, konstruisati kalibracionu krivu )c (log f = EMS 2Ca .
Iz izračunatih vrednosti potencijala kalcijumove jonselektivne elektrode (izraz (2))
može se konstruisati kalibraciona kriva )c (log f = E 2Cakalc .
4. Sa kalibracione krive )c (log f = EMS 2Ca odrediti:
konstantan potencijal kalcijumove jonselektivne elektrode EK = _______ ,
koji se određuje iz grafički određenog odsečka na ordinati E* (Ek = E
* + Ekal ).
Konstantan potencijal kalcijumove jonselektivne elektrode, grafički određen sa
kalibracione krive Ekalc = f (log 2Cac ), jednak je odsečku na ordianti.
eksperimentalnu vrednost Nernstovog koeficijenta ,
koja se grafički određuje iz nagiba kalibracione krive (EMS / log 2Cac ):
F2
RT303,2log / EMS 2Ca
5. Izračunati teorijsku vrednost na temperaturi T =
i uporediti je sa eksperimentlno dobijenom vrednošću.
6. Za rastvor kalcijumhlorida nepoznate koncentracije, izmeriti EMS sprega i grafički
odrediti koncentraciju kalcijumovih jona. Rezultate prikazati u tabeli 3.
Tabela 3. Rezultati određivanja nepoznate koncentracije kalcijumovih jona
EMS
(mV)
<EMS >
(mV)
Ekalc
(mV) log 2Ca
c 2Cac
(mol L1
)
EMS1
EMS2
EMS3
___________________F2
RT
2Caclog
F2
RT303,2*EEMS
___________________F2
RT