METODE ELECTROMETRICE POTENTIOMETRIE

1. ConsideraTii generale

Metoda potentiometrica foloseste pentru determinarea concentratiei ionilor, masuratori de tensiune electromotoare, creata intre doi electrozi diferiti.

Prin electrod se intelege un sistem format dintr-un conductor electronic (metal) si electrolitul din jurul sau (sare a metalului respectiv).

La suprafata de contact dintre conductorul electronic si electrolit se stabileste o diferenta de potential numita potential de electrod.

Alaturi de electrodul de referinta, in determinarile potentiometrice se foloseste electrodul indicator, al carui potential se modifica in functie de concentratia ionilor din solutie.

Pentru determinarile experimentale exista doua posibilitati:

Determinarea potentiometrica directa, care presupune o singura masurare a tensiunii electromotoare;

Titrarea potentiometrica, in care se stabileste variatia potentialului electrodului indicator in functie de volumul de reactiv adaugat.

2. Titrarea potentiometrica

Titrarea potentiometrica se bazeaza pe folosirea ca indicator in reactiile de titrare, a unui electrod polarizat, ale carui variatii de potential se modifica in functie de reactivul adaugat sau in raport cu ionul de titrat.

Metoda titrarii potentiometrice consta in masurarea F.E.M. a unei pile formate din: electrod indicator, solutie de analizat, electrod de referinta, si reprezentarea intr-o diagrama a variatiei F.E.M. in functie de cantitatea de reactiv adaugata. Astfel se obtin curbe potentiometrice cu ajutorul carora se stabileste punctul de echivalenta al reactiei efectuate.

3. Aparate pentru determinarea pH-ului si a F.E.M

La determinarea F.E.M. a celulelor galvanice se tine seama de faptul ca F.E.M. reprezinta diferenta de potential ce apare intre doi electrozi ai unei celule galvanice, cand prin circuitul exterior trece un curent apropiat de zero.

In acest scop au fost construite diferite aparate numite electrometre electronice sau pH-metre. PH-metrele sunt de doua tipuri:

- pH-metre de tip potentiometric, care sunt potentiometre obisnuite prevazute cu un amplificator cu tuburi electronice si un detector de zero;

- pH-metre cu deviatie, care permit determinarea directa a F.E.M. si deci a pH-ului, prin citirea deviatiilor indicatorului.

4. Descrierea pH-metrului

Acesta este un aparat electronic universal, de mare precizie si este adecvat in special pentru celule de pH, care contin electrozi de sticla. Ph-metrul este de fapt un voltmetru electronic prevazut cu un amplificator in doua trepte, cu o mare stabilitate a punctului de zero, care poate fi fixat intr-un domeniu foarte larg.

Curentul continuu este transformat in curent alternativ, amplificat si apoi redresat. Instrumentul indicator prezinta o scala gradata in unitati de pH, dar care poate fi folosita si pentru citirea in milivolti.

5. Modul de lucru

Aparatul se conecteaza la reteaua de curent de 220V. La masurarea unei tensiuni electromotoare sau a unui pH necunoscut, se lucreaza totdeauna pe domeniul mare de pH cuprins intre 0-14.

Pentru etalonarea aparatului se foloseste drept electrod indicator al activitatii ionilor de hidrogen electrodul de sticla si ca electrod de referinta electrodul de calomel. Etalonarea se face cu minim 2 solutii tampon; se folosesc solutii tampon pH=4,01 si pH=6,86. Solutia, al carei pH se masoara, impreuna cu cei doi electrozi formeaza celula electrochimica.

Electrozii se aseaza in stativ, iar fisele acestora se introduc in bornele aparatului.

Se spala celula (paharul si electrozii) de 3 ori cu apa distilata si se usuca cu hartie de filtru.

Se introduce electrodul de sticla in solutia cu pH necunoscut, apoi se introduce electrodul de sticla in pahar si cel de calomel in solutie saturata de KCl. Electrozii se conecteaza la aparatul pentru masurarea pH-ului.

Se va determina pH-ul urmatoarelor solutii: glicina 0,2%, alanina 0,2% si asparagina 0,2%. Datele obtinute se vor trece in tabel.

In urma acestor determinari putem constata faptul ca asparagina este o solutie acida, alanina o solutie bazica, iar glicina o solutie neutra.

Pentru procesul de titrare potentiometrica se folosesc 10 ml solutie amoniac 0,1M cu pH-ul 9,2. La adaugarea constanta a cate 0,5 ml HCl, vom obtine datele urmatoare:

Cu valorile obtinute se traseaza graficul: