TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt
Transcript of TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt
![Page 1: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/1.jpg)
POTENCIOMETRIJAPOTENCIOMETRIJA
Instrumentalna analiza , Profesor Hemije
Dr D. Manojlović, Hemijski fakultet Beograd
![Page 2: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/2.jpg)
Kad se metalna šipka uroni u rastvor u kome postoje njegovi korespodentni joni onda joni metala prelaze sa mesta “višeg pritiska” ka mestu “nižeg pritiska”.
![Page 3: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/3.jpg)
Izvesna količina metalnih jona prelazi u rastvor i elektroda postaje negativnija a rastvor u odgovarajućoj meri pozitivniji
Nernstova osmotska teorija galvanskog dobijanja struje, težnju jona metala da prelazi sa metala u ratvor naziva “elektrolitičkim naponom rastvaranja”
Prema Nernstu joni metala će prelaziti u rastvor sve dotle dok rastući osmotski pritisak u rastvoru dostigne vrednost elektrolitičkog napona rastvaranja
![Page 4: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/4.jpg)
Posle određenog vremena uspostavlja se dvostruki (dvogubi) električni sloj
Potencijalska razlika kojom raspolaže ovaj sistem naziva se potencijalom elektrode u rastvoru
Potencijal elektrode u rastvoru je funkcija koncentracije korespodentnih jona
Kad se uspostavi ravnotežno stanje (Izjednači se elektrolitički napon rastvaranja i osmotski pritisak korespodentnih jona u rastvoru) govorimo o ravnotežnom potencijalu elektrode
![Page 5: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/5.jpg)
Ravnotežni potencijal zavisi od koncentracije korespodentnih jona i elektrolitičkog napona razlaganja koji je karakteristična veličina za svaki metal i predstavlja merilo njegove plemenitosti
Ako se elektroda nekog metala uroni u rastvor čija je koncentracija korespodentnih jona
(a) =1 mol/dm3 (T 298 oK).
Ravnotežni potencijal pri ovim uslovima naziva se normalni (standardni) potencijal i meri se prema SVE (standardna vodonična elektroda) CH+=1 mol/dm3 , T= 298 oK,P= 101.3 KPa Po konvenciji Eo=0,000000 V
![Page 6: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/6.jpg)
Nernstova jednačina
CCEE
ox
red
nlog059.00
Bn
ManFRTEE )ln(0
CCEE
Cu
CuCu n
2
2 log059.00
CuEE Cu
20 log2059.0
2
![Page 7: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/7.jpg)
• ELEKTRODE U POTENCIOMETRIJI
• Podela elektroda:
• Prve vrste• Druge vrste• Treće vrste
![Page 8: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/8.jpg)
Elektrode prve vrste (reda) sastoje se od metala uronjenog u rastvor koji sadrži jone tog metala:
CuEE Cu
20 log2059.0
2
CCEE
Cu
CuCu n
2
2 log059.00
![Page 9: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektrode druge vrste (reda) sastoje se od metala uronjenog u rastvor koji ima zajedniči jon i koji sadrži teško rastvornu so tog metala:
Ag/Ag+Cl-/K+Cl- ili Ag/AgCl/Cl- sastoji se od srebrne žice uronjene u AgCl (presvučene sa AgCl) i rastvor zasićen KCl.
Hg/Hg2Cl2/Cl-- satoji se od žive, živina(I)-hlorida i rastvora KCl
![Page 10: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/10.jpg)
Zacićen rastvor KCL
Ag žica
AgCl
Azbestno vlakno
Ag/AgCl/Cl- referentna elektorda
Potencijal Ag/AgCl elektrode:
P=[Ag+][Cl-]
E = E0Ag+ +
0.059log[Ag+]E = 0.80 + 0.059 log [10-10]/[Cl-]
EAgCl=0.80 + 0.059log[10-10]-0.059log[Cl-]
EAgCl= E0AgCl –
0.059log[Cl-]EAgCl= 0.20 – 0.059log[Cl-]
![Page 11: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/11.jpg)
Potencijal kalomelove referentne elektrode:
vlaknoHg2Cl2/KClHgratvor KCl
azbestno vlakno (keramička frita)
Zbirna reakcija koja se dešava na kalomelovoj elektrodi:
Hg22+ + 2e 2Hg
E = E0Hg2
2+ + 0.0295log[Hg22+]
P=[Hg22+][Cl-]2
EHg2Cl2=0.267-0.059log[Cl-]
![Page 12: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/12.jpg)
Referentne elektrode
Ag/AgCl/KCl 0.1 M = 0.2900 VAg/AgCl/KCl 1 M = 0.2370 VAg/AgCl/KCl Zas. = 0.1988 VHg/Hg2Cl2/KCl 0.1M = 0.3365 VHg/Hg2Cl2/KCl 1 M = 0.2828 VHg/Hg2Cl2/KCl Zas = 0.2438 VHg/Hg2SO4/H2SO4 1M = 0.68 V
![Page 13: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/13.jpg)
Elektrode treće vrste :
Ag/Ag2C2O4/CaC2O4/CaCl2
Pb/Pb2C2O4/CaC2O4/CaCl2
Ag/Ag2S/CuS/Cu2+
![Page 14: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/14.jpg)
DIFUZIONI POTENCIJAL
Na dodirnoj površini dveju tečnih faza koje su istog sastava ali različitih koncentracija, ili su različitog sastava a istih koncentracija, ili su i različitog sastava i različitih koncentracija, doći će do difuzije jona sa višeg na niži nivo hemijskog potencijala.
Kako difuzija nije brz proces, jedan od dva rastvora zahvaljujući pomenutom “raslojavanju” sistema postaće sve pozitivniji a drugi sve negativniji.
![Page 15: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/15.jpg)
Između ovih rastvora uspostaviće se potencijalna razlika koja se naziva “difuzioni potencijal”
Primer I
konc. HCl razbl. HClH3O+
Cl-
![Page 16: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/16.jpg)
Oba jona difunduju iz koncentrovanijeg u razblaženiji rastvor.
Putna brzina H3O+ je daleko veća pa će se razblaženiji rastvor brže bogatiti pozitivnim naelektrisanjem.
Zbog toga će rastvor sa leve strane dodirne površine postajati sve negativniji a sa desne sve pozitivniji
![Page 17: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/17.jpg)
Primer II
1 mol/dm3 HCl1 mol/dm3 HNO3Cl- NO3
-
H3O+ su u oba rastvora na istom hemijskom potencijalu pa do njihove difuzije neće doći.
![Page 18: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/18.jpg)
Cl- i NO3- joni difundovaće u
pravcima rastvora u kojima ih uopšte nema.
Brzina difuzije Cl- je veća od difuzije NO3
- pa će rastvor sa desne strane postati negativniji a sa leve strane pozitivniji.
![Page 19: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/19.jpg)
Primer III
HCl (C’) KNO3 (C”) (C’ C”)H3O+ Cl- K+
NO3-
Difundovaće svi joni ali je brzina H3O+ najveća.
Desni rastvor sve pozitivniji, a levi sve negativniji.
![Page 20: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/20.jpg)
Eksperimentalno je utvrđeno da su difuzioni potencijali od milivolta do desetine milivolta.
Kada se Nernst-ov izraz primeni za koncentaciju H3O+ jona, i kada se njegova koncentracija promeni za “jednu potencu” (npr. 0.1 do 0.01) menja se ravnotežni potencijal odgovarajuće elektrode za 59 mV.
![Page 21: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/21.jpg)
Očigledno je da, ukoliko se ne eliminiše difuzioni potencijal, elektrohemijsko merenje pH vrednosti može biti krajnje netačno i potpuno bez značaja.
U sistemu sprega indikatorska elektrodaispitivani rastvor nepoznate koncentracije H3O+ jonareferentna elektroda, difuzioni potencijali se javljaju na dodirnoj površini faza ispitivani rastvor referentna elektroda.
![Page 22: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/22.jpg)
Ukoliko se na ovom mesu postavi koncentrovani elektrolit čiji joni migriraju istom brzinom difuzioni potencijal će biti sveden na minimum.
Pokazalo se da je za ovo najpogodniji koncentrovani rastvor KCl koji se i onako nalazi u cevi kalomelove elektrode.
Vrednost difuzionog potencijala se svodi u ovom slučaju na manje od 1 mV pa se ova elektroda po pravilu primenjuje za pH merenjima.
![Page 23: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/23.jpg)
Prodiranje jona iz jedne u drugu fazu dešavaće se i ako ove dve faze odvojimo membranom propustljivom za te jone.
Ako su dva rastvora različitih koncentracija H3O+ razdvojeni membranom propustljivom za te jone doći će i u ovom slučaju do difuzije i “raslojavanja” sistema.
![Page 24: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/24.jpg)
U posmatranom slučaju neka je C’ C”
I IIC’ HCl C”HCl H3O+
Osmoza hidronijum jona teći će sve dotle dok se ne uspostavi ravnoteža hemijskih potencijala jonskih vrsta sa leve i desne strane membrane.
![Page 25: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/25.jpg)
Ova ravnoteža zahteva izjednačavanje srednjih aktivnosti rastvora razdvojenih membranom.
a’H3O+ a’Cl- = a ”H3O+ a ”Cl-
Na osnovu ove Donnan-ove ravnoteže proizilazi, da pojedinačni aktiviteti H3O+ i Cl- u svakom od ovih rastvora moraju biti različiti.
![Page 26: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/26.jpg)
Ako se u ova dva rastvora postavi po jedna vodonična elektroda, onda će one zbog različitih aktiviteta njihovih korespodentnih jona zauzeti različite potencijale.
Razlika ovih potencijala naziva se membranskim ili Donnan-ovim potencijalom.
![Page 27: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/27.jpg)
Treba napomenuti da će se membranski potencijal detektovati i ako se u rastvoru nalaze druge elektrode (Ag/AgCl/Cl-)
Potencijal ovih elektroda zavisi od aktiviteta Cl- jona.
U rastvoru II će aktivitet H3O+ jona da poraste usled osmoze, Donnan-ova ravnoteža “nalaže” opadanje aktiviteta Cl- jona.
![Page 28: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/28.jpg)
Ovo za posledicu ima porast koncentracije Ag+ jona elektrode druge vrste, a to znači pozitiviranje njenog potencijala.
Iz sličnog razloga u rastvoru I doći će do porasta aktiviteta Cl- jona i negativiranja porencijala Ag/AgCl/Cl- elektrode.
Upravo ovo je našlo izvanrednu primenu kod “staklene elektrode” i drugih membranskih elektroda
![Page 29: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/29.jpg)
Postojanje membranskog potencijala veoma je važno sa biološkog gledišta jer su pojave osmoze u biljnom i životinjskom svetu vezane za pojavu ovog fenomena.
![Page 30: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/30.jpg)
Prema tome možemo zaključiti:
Difuzioni potencijal se uspostavlja uvek, kad je uzrok “raslojavanja” sistema različita brzina migracije njihovih komponenti koji se nalaze na različitim hemijskim potencijalima.
Membranski potencijal uspostavlja se onda kada se “raslojavanje” sistema odvija posredstvom membrane propustljive samo za neke jonske vrste.
![Page 31: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/31.jpg)
Difuzioni potencijal se prilikom potenciometrijskih merenja mora obavezno svesti na najmanju moguću meru jer samo na taj način obezbeđujemo dovoljno pouzdana merenja.
Difuzioni potencijal se uklanja upotrebom kontakata (elektrolitičkih) od koncentrovanih rastvora soli (KCl kod kalomelove i srebrohloridne elektrode ili KNO3 kod kalomelove elektrode sa modifikovanim mostom).
![Page 32: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/32.jpg)
ELEKTRODNI POTENCIJAL
Anoda Zn(s) Zn2+ + 2e-Katoda Cu2+ + 2e- Cu(s)
Na anodi se uvek dešava oksidacija.Na katodi se uvek dešava redukcija
![Page 33: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/33.jpg)
Po pravilu (dogovoreno je) se uvek sa leve strane piše deo u kome se dešava anodna reakcija.
ZnZnSO4 (1M)CuSO4 (1M)
E= Ek-Ea
E=0,370 – (-0,763)= 1,100 V
![Page 34: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/34.jpg)
MERENJE ELEKTRODNOG POTENCIJALA
Merenje elektrodnog potencijala svodi se na merenje EMS sprega:
metalana elektrodaispitivani rastvorreferentna elektroda
![Page 35: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/35.jpg)
Diboa-Rajmondova metodaPogendorfova metodaEs=Ea-Ek
Ea – potencijal pozitivne Ek- potencijal negativne
elektrode
aKEx bKEn
EnbaEx
i
![Page 36: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/36.jpg)
Tako npr. Ravnotežni potencijal Er za Ag/Ag+ (10-6) je Er=+0.440 mV (NVE)
Ako se meri prema ZKE (Er=244 mV) iznosi 196 mV
Prema sulfatnoj (Er=680 mV) iznosi 240 mV
![Page 37: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/37.jpg)
Cevni voltmetar-elektronski (pH-metar)
Veliki unutrašnji opor, omogućava merenje potencijalske razlike pri uslovima bezstrujnosti
referentnaelektroda
Indikatorsak elektroda
cevni-elektronskivoltmetar
![Page 38: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/38.jpg)
ELEKTRODE ZA MERENJE pHVodonikova elektroda
H2 gas 101.3 kP
Pt pločica(platinisana)
E=0.000000 V
Reakcija koja se odigrava na elektrodi:
2H+ + 2e H2
![Page 39: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/39.jpg)
Pored toga što je konstrukcijski komlikovana, vodonikova elektroda se ne može primeniti u rastvorima u kojima se nalazi neko oksidaciono ili redukciono sredstvo.
Vodonikova elektroda može biti referentna (standardna) i ponaša se kao da je iskovana od gasovitog vodonika.
![Page 40: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/40.jpg)
22
1 log2059,000,0
H
H
CP
E
HCE log059,000,01
059,0EpH
![Page 41: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/41.jpg)
HINHIDRONOVA ELEKTROHA
Mnoge teškoće povezane sa radom sa vodonikovom elektrodom mogu biti prevaziđene upotrebom hinhidronove elektrode.
C6H4O2 + 2H+ + 2e C6H4(OH)2
![Page 42: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/42.jpg)
hinhidron
živn kontakt
platinska pločica
elektrolitički most
Hinhidronova elektroda se sastoji od platinisane platine uronjene u hidrohinona u ekvimolarnoj smesi sa hinonom.
Standardni redoks potencijal hinona (Q)hidrohinon (H2Q), na 298 oK je EoQ/H2Q= + 0,699 V
Rastvor koji sadrži H+
![Page 43: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/43.jpg)
Kada se sistem: platina u zasićenom rastvoru hinhidrona upotrebi kao indikatorska elektroda, ravnotežni potencijal dat je Nernst-ovim izrazom:
22log
699,0
HQ
QH
CCC
E
pHCE H 059,0699,0log2059,0699,0 2
059,0699,0
EpH
CQ = CH2Q
![Page 44: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/44.jpg)
Iako se hinhidronova elektroda lako pravi a dostupna je svakom analitičaru ona ipak ima ograničenu upotrebu.
Kao i vodonikova i ovo je redoks elektroda i ne može se primeniti u rastvorima koji sadrže redukcione ili oksidacione agense.
Pored toga ova elektroda se ne može upotrebiti u rastvorima koji imaju pH vrednost veću od 8.
![Page 45: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/45.jpg)
ANTIMONOVA ELEKTRODA
Ima svoju najveću primenu kod ne suviše tačnih, pogonskih merenja, naročito u protočnim sistemima.
Veoma je pogodna zbog svoje mehaničke postojanosti i veoma jednostavne izrade.
U staklenoj cevčici se na plameniku istopi antimon, doda se bakarni kontakt. Nakon hlađenja staklo se razbije i elektroda je spremna za upotrebu.
![Page 46: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/46.jpg)
Svaki metal (uključujući i platinu) prevučena je tankim slojem oksida, a kod antimonove elektrode elektrodna reakcija je sledeća:
Sb2O3 + 6H3O+ + 6e 2 Sb + 9 H2O
Za redoks par Sb/Sb3+
Eo= +0,212 V
![Page 47: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/47.jpg)
623
2
log6059,0212,0
HSb
Sb
CCCE
6log6059,0212,0 HCE
059,0212,0
EpH
Ne može se primeniti u jako kiselim sredinama, u prisustvu organskih kompleksirajućih kiselina (vinska), kao i u prisustvu oksidacionih i redukcionih agenasa.
![Page 48: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/48.jpg)
BIZMUTOVA ELEKTRODA
Slična je antimonovoj elektrodi i može da se napravi na sličan način.
Standardni potencijal Bi/Bi3+ iznosi +0,320 V
059,0320,0
EpH
![Page 49: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/49.jpg)
Kao i u slučaju antimonove elektrode nema dovoljno sigurno definisan potencijal.
Ova elektroda takođe služi za pogonska merenja, a pored toga se kao i antimonova uspešno koristi u neutralizacionim titracijama, kada nije potrebno tačno znati pH vrednost, već je dovoljno pratiti njenu promenu.
Kao i antimonova i bizmutova elektroda je redoks elektroda.
![Page 50: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/50.jpg)
STAKLENA ELEKTRODA
Mada je mehanički najosetljivija, staklena elektroda predstavlja najčešće primenjivanu i skoro univerzalnu elektrodu za merenja pH vrednosti.Merenje pH vrednosti staklenom elektrodom svodi se na merenje razlike potencijala sledećeg sistema:
AgAgCl(s),HCl(0,1M)st. membranaCx H3O+Hg2Cl2(s),KClHg
![Page 51: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/51.jpg)
Ag žica0.1 M HCl
tanak stakleni zid
AgCl
Staklo Corning 015 (22% Na2O, 6% CaO i 72% SiO2)
![Page 52: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/52.jpg)
Nije redoks elektroda.
Pored mehaničke osetljivosti, kod staklene elektrode, problem predstavlja kisela a posebno alkalna greška.
pHasKE 059,0)(
059,0EpH
![Page 53: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/53.jpg)
Staklene membrane za upotrebu stakla različitog sastava mogu da se koriste i kao jon selektivne eleketrode za Li+, Na+, K+ i Ag+
![Page 54: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/54.jpg)
Zbog asimetričnog potencijala prilikom merenja staklenom elektrodom uvek se radi prethodna kalibracija prema poznatim puferskim rastvorima.
Vremenom se smanjuje nagib potencijala staklene elelktrode (59 mV) pa je to dodatni razlog za kalibraciju.
Postoje i čip elektrode za merenje pH
![Page 55: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/55.jpg)
JON-SELEKTIVNE ELEKTRODE
Određivanje koncentracije jona jon-selektivnom elektrodom je “nedestruktivna” metoda.
Određivanje traje samo kratko vreme.
Potrebna je samo mala količina rastvora (do 0,01 cm3).
Postoji mogućnost kontinualnog praćenja koncentracije jona u protočnim sistemima (F-, NH4
+, CN-).
![Page 56: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/56.jpg)
Koriste se za izradu uređaja za automatsko određavanje nivoa koncentracije jona u tehničkim protočnim sistemima (F- u vodi).
Određivanje koncentracija je u opsegu od 10-7 – 10-1 M, mada se u pojedinim slučajevima mogu odrediti i koncentracija manje od 10-7 M.
Ovaj opseg koncentracija, zajedno sa jednostavnošću i brzinom određivanja, omogućavaju njihovu primenu u analizi nečistoća u različitim proizvodima.
![Page 57: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/57.jpg)
Analiza zemljišta, biološkog materijala, zagađenja vode, kvaliteta prirodnih voda, voda za piće, krvi, farmaceutskih proizvoda kao i u nizu fundamentalnih i primenjenih istraživanja.Početni radovi o jon-selektivnim elektrodama počeli su ispitivanjima Cremer-a 1906. i Haber-a 1909. god. koji su otkrili da staklena elektroda registruje koncentraciju vodoničnih jona i da je promena potencijala elektroda sa koncentracijom saglasna sa Nernstov-im izrazom.
![Page 58: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/58.jpg)
Lengey i Blum su 1934. god. su našli da elektrode od stakla koje sadrže Al2O3 i B2O3 menjaju potencijal sa koncentracijom natrijumovih jona prema Nernst-ovoj jednačini.
Tendeloo je 1936. god. prvi upotrebio membranu od CaF2 (fluorit) za detekciju Ca2+ jona.
Kltkofi i Sanders su 1936.god. su konstruisali elektrodu sa membranom od srebro-halogenida za detekciju jona halogena.
![Page 59: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/59.jpg)
Za detekciju katjona pokušana je konstrukcija membrana od prirodnih zeolita Marshall 1942. kolodijuma, Solner 1943-1946. god.
Wyllie i Patenode 1950 god.za detekciju katjona i anjona koriste heterogenu mambranu od sintetičkih jonoizmenjivača,a za matricu internu supstancu (polistiren), u kojoj je rastvorena aktivna supstanca.
Pungor i Hollos-Rokosiniyi 1961. god. su koristili AgJ kao aktivnu supstancu u matrici od parafina za građenje membrana pJ elektrode.
![Page 60: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/60.jpg)
Pungor i saradnicu su od 1961-1965. god. razvili niz jon-selektivnih elektroda na bazi heterogenih membrana, sa silikonskom gumom kao matricom i teško rastvornih soli odgovarajućih supstanci kao aktivnom komponentom.
Ove elektrode su bile prve “prave” jon-selektivne elektrode čiji je potencijal termodinamički reversibilan u odnosu na koncentraciju primarnih jona.
Od 1965. god. jon-selektivne elektrode za stebro i halogene su počele komercijalno da se proizvode.
![Page 61: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/61.jpg)
Dalji razvoj jon-selektivnih elektroda počinje od rada Frant-a i Ross-a 1966. god. koji su za gradnju jon-selektivne fluoridne elektrode upotrebili membranu od kristala LaF3 dopingovanog malim količinama europijuma.
Jon-selektivnu elektrodu sa tečnom membranom za detekciju kalcijuma razvio je Ross 1967. god. koristeći kalcijum-didodecilfosfat u di-n-oktilfenil fosfonatu dok je kao matrica služio filter.
![Page 62: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/62.jpg)
Za gradnju membrana od elektron-neutralnih aktivnih supstanci ideju su dali Stefanec i Simon 1966. god. kao kod kalijumov jon-selektivne elektrode gde je kao aktivna supstanca antibiotik valinomicin rastvoren u difeniletru.
Koristeći matricu od poroznog grafita koji se natopi rastvorom odgovarajuće soli primarnog jona u organskom rastvaraču, Ružička i saradnici su 1971. god. su razvili elektrodu koja izmenom rastvora može da služi za selektivnu detekciju više jonskih vrsta.
![Page 63: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/63.jpg)
Posebnu vrstu jon-selektivnih elektroda pretstavljaju detektori gasa, pomoću kojih se mogu odrediti koncentracije gasovite supstance u rastvoru ili u gasnoj fazi.
Detekcija se zasniva na korišćenju membrane koja propušta gas u unutrašnji detektor (hidrofobna membrana) unutar koje se nalazi odgovarajuća jon-selektivna elektroda i elektrolit.
Rastvaranjem gasa u elektrolitu dobijaju se joni na koje reaguje jon selektivna elektroda.
![Page 64: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/64.jpg)
Prve dodatke za detekciju gasa dali su Stow, Bear i Randall 1957. god. i to a detekciju CO2 u krvi.
Kombinacija jon-selektivnih elektroda i različitih dodatnih detektora dala je mogućnost za stvaranje senzora za određivanje niza supstanci.
Primer je enzimski senzor kod koga se enzimskom reakcijom urea razlaže do amonijaka koji se određuje amonijačnom jon-selektivnom elektrodom.
![Page 65: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/65.jpg)
Konstrukcijom hiralnih elektroda moguće je razlikovati prisustvo enantiomera.
Halkogenidna stakla se mogu koristiti za detekciju gvožđa i bakra.
Zamenom oksidnih poluprovodnika jon-selektivnim membranama konstruisan je senzor u kome je struja, koja prolazi kroz tranzistor, regulisana potencijalom jon-selektivne membrane.
![Page 66: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/66.jpg)
TERMINOLOGIJA
IUPAC-ova
-Jon-selektivna elektroda
Elektrohemijski senzor koji reaguje na aktivnost jona prema Nernst-ovoj jednačini, nekad i sa subnernstovskim nagibom.
Elektroda ne meri direktno potencijal kao elektrode prvog i drugog reda.
![Page 67: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/67.jpg)
-Uređaj za detekciju gasa (gasni detektor)
Ovaj uređaj predstavlja kompletnu elektrohemijsku ćeliju sa referentnom i detektorskom elektrodom.
-Primarni jon
Jon za čije je merenje konstruisana elektroda (K+ za kalijumovu jon-selektivnu elektrodu).
![Page 68: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/68.jpg)
Vreme odgovora
Vreme potrebno da jon-selektivna elektroda ili uređaj za detekciju gasa postigne potencijal manji za 1 mV od krajnjeg ravnotežnog potencijala nakon pretpostavljene trenutne promene aktivnosti određenog jona.
Koeficijent selektivnosti
Merilo selektivnosti elektrode za primarni jon A u prisustvu interferirajućeg jona B.
![Page 69: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/69.jpg)
Granica detekcije
Koncentracija određivane supstance A pri kojoj potencijal elektrode odstupa za 18/zA mV od pravolinijskog dela kalibracionog dijagrama.
![Page 70: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/70.jpg)
PRINCIPI MERENJA KONCENTRACIJE JONA
Za merenje jon-selektivnom elektrodom koristi se elektrohemijska ćelija:
Referentna elektroda rastvor jon-selektivna elektroda
EMS = Ers - Ej
ukoliko je potencijal sistema referentne elektrode (Ers) pozitivniji od potencijala jon-selektivne elektrode (Ej) u suprotnom slučaju njihova mesta se u jednačini zamenjuju.
![Page 71: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/71.jpg)
Kako je potencijal referentne elektrode konstantan, promena EMS ćelije potiče jedino od promene potencijala jon-selektivne elektrode prouzrokovane promenom aktivnosti primarnih jona u rastvoru.
Potencijal jon-selektivne elektrode daje se obično u odnosu na potencijal sistema referentne elektrode, što znači da je elektromotorna sila ćelije jednaka relativnom potencijalu jon-selektivne elektrode.
![Page 72: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/72.jpg)
U slučaju da je iz potencijala jon-selektivne elektrode potrebno izračunati aktivnost jona, ili neku drugu veličinu, potrebno je znati tačnu vrednost potencijala referentne elektrode.
Zavisnost potencijala jon-selektivne elektrode od aktivnosti primarnih jona definisana je jednačinom Nernst-ovog tipa iako jon-selektivne elektrode nisu elektrode ni prvog ni drugog tipa.
![Page 73: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/73.jpg)
Konstanta može imati vrednosti standardnog potencijala ili različite od njih zavisno od tipa jon-selektivne elektrode i odgovarajućeg procesa uspostavljanja potencijala.
Potencijal jon-selektivne elektrode je linearna funkcija logai.
ij azFRTkE ln)/(0
![Page 74: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/74.jpg)
Ukoliko se umesto aktivnosti upotrebljava koncentracija, onda zbog značajnije promene faktora aktiviteta pri koncentracijama većim od 10-4 M dolazi do odstupanja od prave linije.
Zbog toga je neophodno održavati konstantnu jonsku silu rastvora , pa prema tome i konstantnu vrednost faktora aktivnosti primarnih jona pomoću viška internog elektrolita.
![Page 75: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/75.jpg)
Na ovaj način se dobija pravolinijska zavisnost potencijala jon-selektivne elektrode od logCi.
Ovo znači da se prilikom određivanja jonske vrste, metodom kalibracionog dijagrama, merenje potencijala jon-selektivnom elektrodom mora izvoditi pri istoj jonskoj sili u standardnim rastvorima kao i u uzorcima.
Treba naglasiti da na potencijal jon-selektivne elektrode utiču samo “slobodni” primarni joni a ne oni vezani u kompleks ili nedisosovano jedinjenje, što je bitna razlika od drugih metoda (polarografija, kulometrija, elektrogravimetrija)
![Page 76: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/76.jpg)
SELEKTIVNOST JON-SELEKTIVNIH ELEKTRODA
Iako se očekuje da jon-selektivna elektroda reaguje samo na primarne jone, ne postoji ni jedna koja neće reagovati na prisustvo drugih jona.
Iz ovoga proizilazi da će u prisustvu interferirajućih jona potencijal elektrode zavisiti i od koncentracije primarnih i koncentracije interferirajućih jona.
BX
AX
LL
ABKs )(
![Page 77: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/77.jpg)
GRANICA DETEKCJE
Granica detekcije je definisana na više načina zavisno od tipa elektrode i načina merenja.
Kako kalibracioni dijagram u širem opsegu koncentracija nakon pravolinijskog dela prelazi u krivolinijski, to se definiše i Nernstovska granica detakcije koji pretstavlja minimalnu koncentraciju ispod koje kalibracioni dijagram odstupa od prave linije.
Ova granica i pravolinijski deo se najčešće koriste.
![Page 78: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/78.jpg)
Nagib pravolinijskog dela prema jednačini za potencijal jon-seletivne eketrode treba da iznosi 59 mV na 25 oC.
Kao Nernstovski nagibi uzimaju se i oni do 55 mV, dok se kod jon-selektivnih elektroda, kod kojih je nagib manji od 55 mV koristi termin subnersntovski nagib pod uslovom da je potencijal elektrode linearna funkcija lnai .
![Page 79: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/79.jpg)
Krivolinijski deo dijagrama pri manjim koncentracijama karakteriše sva manja reverzibilnost, što doprinosi povećanju vremena odgovora elektrode, odnosno povećanju broja tačaka za konstrukciju kalibracionog dijagrama.
Granica detekcije i Nernstovska granica detekcije zavise takođe i od rastvora elektrolita.
Najniža granica detekcije dobija se u čistim razblaženim rastvorima primarnih jona.
![Page 80: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/80.jpg)
Povećanje ukupne koncentracije supstanci u rastvoru i prisustvo interferirajućih jona pomera ovu granicu ka višim vrednostima, što praktično znači da one zavise od sastava elektrolita u kome se izvodi merenje.
Vrsta jon-selektivne elektrode utiče na obe granice detekcije jona.
Kalijumova elektroda sa membranom od stakla ima za dve potence veću granicu detekcije od elektrode sa tečnom membranom (sa valinomicinom)
![Page 81: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/81.jpg)
Kod srebro-halogene membrane granica detekcije je određena proizvodom rastvorljivosti određenog srebro-halogenida.
Ukoliko je koncentracija jona srebra ili halogena, u čistim rastvorima niža od koncentracije određene proizvodom rastvorljivosti, doći će do rastvaranja membrane.
Ova pojava onemogućava merenje nižih koncentracija.
![Page 82: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/82.jpg)
Pored toga kod ovih membrana sniženje temperature povećava granicu detekcije usled smanjenja proizvoda rastvorljivosti.
Kod membrana sa jonoizmenjivačima (čvrstim ili tečnim) na granicu detekcije utiču i veličine koje definišu potencijal membrane, koje je teško odrediti da bi se omogućilo izračunanje granice detekcije.
![Page 83: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/83.jpg)
VREME ODGOVORA
Vreme postizanja ravnotežnog potencijala elektrode je takođe bitna karakteristična veličina za jon-selektivnu elektrodu i nije jednoznačno određena.
Ukoliko je veća koncentracija primarnih jona vreme odgovora je kraće.
Najkraće vreme odgovora imaju elektrode sa čvrstom membranom i ono se kreće od nekoliko desetina sekundi do desetak minuta.
![Page 84: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/84.jpg)
Kod jon-selektivnih elektroda sa tečnim ili čvrstim jonoizmenjivačkim membranama je od nekoliko do trideset minuta.
Pored vrste membrane i načina njene izrade, koncentracija elektrolita, vrsta elektrolita i sl. imaju odraz na vreme odgovora, pa je njegova vrednost vezana za promenu parametara a ne za vrstu jona koji se određuje.
![Page 85: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/85.jpg)
KONSTRUKCIJA JON-SELEKTIVNH ELEKTRODA
nANa
nKE log059.0
nKATa
nKE log059.0
![Page 86: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/86.jpg)
Elektrode sa čvrstim kontaktomElektrode sa unutrašnjim referentnim rastvorom
Elektrode sa čvrstom membranom Eletrode sa tečnom membrenomUređaji za detekciju gasova (CO2)Potenciometrijski biosenzori (enzimske elektrode)
![Page 87: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/87.jpg)
Ag žica
teloAg2S/AgCl
pCl-
Membrane od teško rastvornih soli mogu se primeniti kad u kristalu odgovarajuće soli postoji neka mobilna jonska vrsta koja može da prenosi naelektrisanje.
![Page 88: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/88.jpg)
Kod membrana na bazi srebro-halogenida to su Ag+ joni koji koji se Frenkel-ovim mehanizmom kreću kroz membranu.
Kod membrana od LaF3 to su F- joni dok je jon LaF2
- čvrsto vezan. Dodatak Eu poboljšava provodjenje ove membrane usled defekata u kristalnoj strukturi. Unutrašnje referentne elektrode kod AgCl membrana sadrže Cl- jon dok kod LaF3 sadrže F- jon. Kod AgX membrana moguć je i čvrsti kontakt srebrom u prahu.
![Page 89: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/89.jpg)
Poboljšane AgX membrane dobijaju se dodavanjem Ag2SxAgX.
Dobijanjem membrana od sulfida Ag+,Cu2+ , Pb2+, Hg2+ i Cd2+ dobijaju se elektrode selektivne za te katjone.
Selktivna elektroda za Cs ima matricu od Cs-12-molibdofosfata a za K od valinomicina.
![Page 90: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/90.jpg)
ELEKTRODE SA TEČNOM MEMBRANOM
Kod ovih elektroda je rastvorljivost soli korespodentnih jona manja u vodi nego u organskom rastvaraču.
K-selektivna elektoda ovog tipa sadrži valinomicin rastvoren u difenil-etru, vrlo je selektivna na alkalne jone i ima granicu detekcije 10-5.
![Page 91: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/91.jpg)
NO3- selektivna elektroda na bazi
tris(4,7-difenil-1,10-fenantrolin)-gvožđem(II), tris(1,10-fenantrolin)-gvožđem(II) ili tetraheptilamonijumom u nitrobenzolu i , hloroformu ili n-amil-amilalkoholu kao rastvaraču.
![Page 92: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/92.jpg)
KALIJUMOVA JON-SELEKTIVNA ELEKTRODA
Elektroda sa hidrofobnom tečnom membranom u koju je ugrađen valinomicin.
![Page 93: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/93.jpg)
![Page 94: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/94.jpg)
![Page 95: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/95.jpg)
Kalijum jon-selektivna mikroelektroda
i baždarni dijagram za Orionovu elektrodu
![Page 96: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/96.jpg)
ELEKTRODA ZA ODREĐIVANJE Ca2+ Sastoji se iz tečne membrane koja selektivno veže jone kalcijuma iz unutrašnjeg rastvora stalne koncentracije i srebrne elektrode presvučne srebro-hloridom (unutrašnja referentna elektroda).
Aktivni sastojak membrane je jonski izmenjivač na bazi kalcijum-dialkilfosfata koji je nerastvoran u vodi.
Pod dejstvom gravitacije jonski izmenjivač rastvoren u organskom rastvaraču ulazi u pore hidrofobne porozne pločice.
![Page 97: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/97.jpg)
Pločica služi kao membrana koja odvaja unutrašnji rastvor od analiziranog rastvora.
![Page 98: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/98.jpg)
Kod novijeg tipa Ca elektroda jonski izmenjivač se fiksira čvrstom polivinilnom gelu.
![Page 99: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/99.jpg)
(RO)2POO2Ca(o) 2(RO)2POO-(o) + Ca2+(v)
pCaNE20592,0
5x10-7 M (pH 5,5 -11)
![Page 100: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/100.jpg)
ELEKTRODE ZA MERENJE GASOVA
![Page 101: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/101.jpg)
![Page 102: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/102.jpg)
![Page 103: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/103.jpg)
rH –VREDNOST
rH je veličina koju je 1926. godine uveo Clark kao meru oksido-redukcionih osobina sistema.
Predstavlja negativan logaritam pritiska molekulskog vodonika.
Clark je pošao od pretpostavke da u bilo kome sistemu u koji uronimo Pt-elektrodu imamao H+ kao oksidovani i H2 kao redukovani oblik.
![Page 104: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/104.jpg)
Ravnoteža na platinskoj elektrodi:
2 H+ + 2e- 2H H2
OX RED
2
2
log2059,0ln
Hred
oxoHPt P
Haa
nFRTEEE
pHEP HH 2
029,0log
2
2log HPrH
![Page 105: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/105.jpg)
Skalu obuhvata vrednosti od potencijala normalne vodonične elektrode (rH=0) do potencijala kiseonične elektrode (rH=41,7)
rH neutralno (rH=28) kad je pritisakO2 i H2 isti.
Dobra vina imaju rH 15 (13,5-18,0)
pHEMSrH 229244
![Page 106: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/106.jpg)
![Page 107: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/107.jpg)
Purbaix diagram
![Page 108: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/108.jpg)
![Page 109: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/109.jpg)
KONCEPT p
Oksido-redukciona sposobnost konkretne sredine karakteriše se veličinom p.
Ova karakteristika sredine omogućava donošenje zaključka o tome, da li se neka supstanca u datoj sredini nalazi u oksidovanim ili redukovanom obliku.
![Page 110: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/110.jpg)
Posmatrajmo jednostavnu reakciju:Fe3+ + e- Fe2+ Eo = 0,771 V
2
3
0 log059,0FeFe
nEE
Iako se u rastvoru ne nalaze slobodni elektroni možemo napisati:
eFeFeK
2
3
2
31FeFe
Ke
![Page 111: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/111.jpg)
Logaritmovanjem se dobija:
2
3
logFeFepp o ep log
Kp o log KnFRTEo ln
unošnjem brojnih vrednosti dobijamo
oEK 92,16log
2
3
log771,092,16FeFep
2
3
log00,13FeFep
![Page 112: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/112.jpg)
Poredjenje veličina p i pH
![Page 113: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/113.jpg)
Oblasti stabilnosti vode i p/pH karakteristike prirodnih voda
![Page 114: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/114.jpg)
Uprošćeni dijagram Fe pri koncentraciji 1,0x10-5
![Page 115: TEMA 2-POTENCIOMETRIJA UVOD.ppt](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013113/588c54bd1a28aba7208b4ea7/html5/thumbnails/115.jpg)
p vrednosti na kojima se dešavaju određene redoks reakcije