В данной статьеидет речь об ионселективных электродах, их сложной природе, особенностях строения, а также о важном значении этих свойств в химических анализах.
Ключевые слова: ионометрия, электрод, ионселективный электрод, дисковый электрод, фильтрация, дистиляция, экстракция, электродные реакции
Потенциометрические методы с применением ионоселективных электродов относятся к аналитическим методам, которые в последнее десятилетие получили большое практическое применение. По сравнению с другими методами анализа ионометрия имеет ряд неоспоримых преимуществ: быстрота и несложность измерения, небольшой расход анализируемого вещества, возможность определения в окращенных и мутных растворах, эксрессность, простота аппаратурного оформления возможность автоматизация анализа [1].
В последнее время в связи с разработкой ряда ионселективных электродов, находит все большее применения ионометрический метод анализа. Ионоселективные электроды представляют собой элекрохимические полуэлементы, для которых разность потенциалов на границе раздела фаз электродный материал-электролит, зависит от концентрации определяемого иона в растворе.
Измерения, проводимые с помощью электродов, относятся к группе неразрушающих методов контроля. При использовании микроэлектродов возможно проведение анализа в пробах от нескольких десятых до одного миллилитра. В большинстве случаев проба не требует предварительной обработки. Измерения можно проводить непосредственно в непрозрачных растворах и даже вязких пастах, при этом исключаются длительные операции фильтрации, дистилляции и экстракции, поэтому автоматизированные аналитические определения, основанные на измерениях электродных потенциалов, чрезвычайно просты в исполнении. Хотя электроды реагируют на активность ионов, их также можно использовать для определения концентраций свободных ионов и общего их содержания, если применить методы титрования, стандартных добавок или буферной среды с высокой ионной силой. С точки зрения возможности получения ионоселективных электродов, чувствительных к широкому кругу различных определяемых ионов, наиболее перспективны электроды с жидкими органическими мембранами [2].
За последние годы электрохимические методы анализа растворов переживали и период бурного развития, и периоды упадка. В настоящее время используется лишь несколько аналитических методов, основанных на электрохимических процессах. Если реагент вводится в анализируемый раствор и завершение его реакции с определяемым веществом регистрируется электрохимически, то такой аналитический прием является титрованием. При этом обычно измеряется объем расходуемого раствора реагента. Есть еще несколько методов основанные на полном выделении определяемого вещества с помощью электролиза анализируемого раствора. При этом количество осажденного на электроде вещества находится взвешиванием, то этот метод называется весовым электроанализом.
В качестве индикаторного электрода в аналитической вольтамперметрии используют ртутный капающий электрод, висящую ртутную каплю и разного рода вращающиеся твердые металлические электроды, особенно вращающийся дисковый электрод.
Из твердых металлических микроэлектродов весьма эффективным инструментом в электрохимических исследованиях является вращающийся дисковый электрод. Важнейшая особенность этого электрода — постоянная плотность тока во всех его точках. Для анализа растворимых продуктов электродной реакции широко используется дисковый электрод с кольцом. Продукты реакции, образующиеся при определенном потенциале на диске, в процессе вращения электрода переносятся на кольцо. Этим способом можно определять нестабильные промежуточные продукты электродных реакций, которые подвергаются дальнейшим химическим превращениям в растворе [1,3].
Основными преимуществами работы с рассматриваемых электродов — возможность без нарушения целостности объекта определять активности соответствующих ионов. Как известно, чем более селективен электрод к данному иону, тем шире область его применения в различных средах. В химических анализах широко используются свойства ионселективных электродов, как способность их измерять не концентрацию, а активность ионов. Именно это обусловливает использование электродов для изучения процессов ассоциации ионов, комплексообразования и др. Можно сказать, в частности, что в настоящее время метод изучения комплексообразования с помощью ионоселективных электродов является одним из самых важных и распространенных в химическом анализе.
С помощью приведенных методов можно выполнять как химический анализ, так и исследовать механизмы электродных реакций и определять их скорости.
Литература:
- Богуславский Л. И. Биоэлектрохимические явления и граница раздела фаз. –М.: Наука, 1978.
- Bard A. J. Faulrner L. R., Electrochemical Methods, Wiley, Chichester, 1980.
- Байзер М. Электрохимия органических соединений. Пер. с англ. — М.: Мир, 1976.
