1 ilova Mavzu: Elektrodlar. Indikator elektrod. Shisha elektrodlar Reja

5.rasm Potensiallar hosil bo’lishi

Normal vodorod elektrodi.
Normal vodorod elektrod (NVE) tarkibida vodorod ionlari bo‘lgan eritma (H₂SO₄) ga tushirilgan sirtiga vodorod gazi singdirilgan platina (Pt) plastinkasidan iborat sistema. Bu elektrod sirtida quyidagi oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi boradi:
1/2H₂ =H⁺ + e^-.
Vodorod elektrodning potensiali shartli ravishda istalgan haroratda nolga teng deb olingan. Elektrod P_H2 — 1 atm vodorodbilan to'ldirilib, a_H+ = 1 bo'lgan kislotaga tushirilganda elektrodining potensiali:
E=-0,059pH
Demak, normal vodorod elektrodning potensiali eritmaning pH iga, ya’ni eritmaning kislotaliligiga to‘g‘ri proporsionaldir. Normal vodorod elektrod, asosan, metallarning standart oksid- lanish-qaytarilish potensialini o‘lchashda foydalaniladi. Vodorod elektrodning potensiali quyidagi shartlarga rioya qilinganda doimiy bo'ladi: 1 ) juda toza vodorod va elektrolit qo‘llanilganda; 2 ) elektrodni eritmaga muayyan chuqurlikkacha botirilganda; 3) elektrodga juda oz miqdorda tok berilganda. Vodorod elektrodni nitrat, xlorat, permanganat, manganat, temir (III) singari oksidlovchilar va qaytaruvchilar bo'lgan, shuningdek to'yinmagan organik birikmalar, aminlar, nitrofenollar, alkaloidlar ishtirok etganda ishlatib bo'lmaydi.
Indikator elektrodlar
Elektrod potensiali, o‘zi botirilgan eritma konsentratsiyasi bilan o‘lchansa, bunday elektrodlar indikator elektrodlari deyiladi.
Potensiometrik o‘lchashlarda indikator elektrodlaring 2 ta asosiy turidan foydalaniladi .
1) Metallik indikator elektrolari.
2) Membranali indikator elektrolari .
a) Metall indikator elektrodlar.
Metall indikator elektrodlari qaytar yarim reaksiyalapHi beruvchi metallardan tayyorlanadi, masalan, Ag, Cu, Hg, Rb, Cd va boshqalar. Bu metallarning ma’lum konsentratsiyalarida potensiallari o‘zgarmasdir.
Ayrim metallarning potensiallari kristallik strukturasining deformatsiyasiga, kuchlanishga va sirt qismida metall oksidlarining hosil bo‘lishiga bog‘liqdir. Bunday metallarni indikator elektrodlar sifatida ishlatib bo‘lmaydi (masalan Fe, Ni, Co, Sr va boshqalar).
Metall indikator elektrodlari nafaqat o‘zlarining kationlarini balki o‘zlari bilan qiyin eruvchan birikma hosil qiladigan anionlarni ham aniqlashda ishlatiladi . Buning uchun zarur bo‘lgan sharoit shundan iboratki , bunda analiz qilinayotgan eritma shu qiyin eruvchan birikma bilan to‘yintirilishi kerak. Masalan, Ag dan qilingan indikator elektrod yordamida AgCl ning to‘yingan eritmasidan Cl ionlarining konsentratsiyasini aniqlash mumkin.
Metallik indikator elektrodlar uchga bo‘linadi: 1) Ionlar konsentratsiyalarini aniqlashda ishlatiladigan elektrodlar elektronlar tashishda ishtirok etadi; 2) Ionlar konsentratsiyasini aniqlashda ishlatiladigan elektrodlar elektronlarni tashishda ishtirok etmaydi.
Masalan, Ag dan tayyorlangan elektrod Ag+ ionlarini aniqlashda electron tashishda ishlatiladi, Cl ionlarini aniqlashda esa elektron tashishda ishtirok etmaydi. Demak, birinchi holda birinchi tur elektrodlarga kirsa, ikkinchi holda esa ikkinchi tur elektrodlarga kiradi. 3) Qiyin oksidlanuvchan metallardan (Rt, Au) tayyorlangan elektrodlar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ishlatiladi.
Bunday elektrodlardagi potensial moddaning bir yoki bir necha oksidlangan va qaytarilgan formalarining konsentratsiyalariga bog‘liq bo‘ladi. Bunday elektrodlardan foydalanilganda har gal elektrodning sirtini yaxshilab tozalash kerak. Buning uchun ular konsentrlangan HNO3 ga botiriladi va distillangan suvda yuviladi.
b) Membranali indikator elektrodlar.
Materiali va bajarilish asosida intikator elektrodlar 4 ga bo‘linadi: 1) Shisha membranali elektrod-vodorod elektrod. odorod ionlarining konsentratsiyasi har xil bo‘lgan ikkita eritmani birbiridan ajratib turadigan yupqa shisha membrananing yuzasida hosil bo‘ladigan potensialni o‘lchash yo‘li bilan istalgan suvli eritmaning pH ini aniqlash mumkin.
Bunday shisha membrana yuzasida hosil bo‘ladigan potensial faqat H + ionlarining konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Boshqa ionlar konsentratsiyasining o‘zgarishi ta’sir ko‘rsatmaydi. Shuning uchun bunday elektrodlar ionselektiv elektrodlar deyiladi. 1-kumush sim; 2-Bufer eritma (KCl + HCl) [N+ ] = const 3-yupqa shisha plastinka-membrana Shisha elektrodning potensiali ham Nernst tenglamasi yordamida aniqlanadi : E = A + 0,059 lg[H3O + ]
Shisha elektrod yordamida to‘g‘ridan-to‘g‘ri vodorod ionlarining konsentratsiyasini eritmada aniqlash mumkin. 2) Suyuq membranali indikator elektrod. Bu elektrodlarning ishlash prinsipi quyidagiga asoslangan: Aniqlanayotgan eritma va undagi aniqlanishi kerak bo‘lgan ion bilan o‘zaro selektiv ta’sir etuvchi aralashmaydigan qavat (aniqlanayotgan eritma bilan aralashmaydi ) orasida hosil bo‘ladigan potensiallar ayirmasini o‘lchashga asoslangan.
Bu elektrod yordamida ko‘p zaryadli kationlar va ayrim anionlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri potensiometrik metod yordamida aniqlash mumkin. Suyuq membranali elektrodlarning farqi shundan iboratki , konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan eritma aniqlanayotgan eritmadan suv bilan aralashmaydigan yupqa suyuqlik qavati bilan ajralgan holda bo‘ladi.
Ana shu yupqa qavat membrana rolini o‘ynaydi. Bu membrana yordamida Ca2+, Cl- , NO3- , SO4- va boshqalarni aniqlash mumkin. 3) Qattiq yoki geterogen membranali indikator elektrodlar. Bunda membranalar sifatida siqilgan (presslangan) kumushning galogenidlari ishlatiladi, ular organik polimerlardan tayyorlanadi.
Ion almashtirgich smolalar va ularga to‘g‘ri keladigan inert massalar (polietilen, polistirol va boshqalar) dan ham yasash mumkin. 4) Gaz sezuvchan membranali elektrodlar. Bunday turdagi membranalar gidrofob plastikalardan yasaladi. Hozirgi vaqtlarda sanoatda NO2, NH3, SO2 ga selektiv bo‘lgan membranali elektrodlar ishlab chiqarilmoqda. Ko‘rib o‘tilgan membranali indikator elektrodlari o‘zlarining selektivligi, tez aniqlash darajasi, sezgirligi va metodning oddiyligi bilan ajralib turadi .
Shuning uchun elektrokimyoning bu sohasi amaliyotda keng qo‘llanilayotgan va tez rivojlanayotgan isti qbolli sohalardan biri hisoblanadi. II.Xulosa Elektrodlarda bir me’yorda va asta-sekin ortib boruvchi kuchlanish berilganda analiz qilinadigan eritma elektroliz qilinadi