ХимМеры. Химия и электрический... ток.
В аналитической химии (напомню, это наука о способах определения химического состава различных объектов) существует целая группа так называемых электрохимических методов анализа, т.е. таких методов, в основе которых лежат различные законы о взаимодействии веществ с электрическим током. В зависимости от измеряемых величин, они делятся на потенциометрию (измеряют разность потенциалов), вольтамперометрию (измеряют зависимость силы тока, проходящего через раствор, от прилагаемого потенциала), кулонометрию, кондуктометрию и т.д. Но это так, много умных слов. Сегодня попробую рассказать о потенциометрии и ее практическом применении.
Если открыть раздел "потенциометрия" любого учебника, Вы сразу увидите измерение рН растворов. Напомню, рН - это показатель кислотности среды. Чем значение рН меньше, тем более кислый раствор. А чем оно больше, тем он более щелочной. рН является важным показателем качества вод любого назначения - питьевой, культурно-бытовой, рыбохозяйственной и т.д. Все, наверное, со школы помнят, что измерить рН можно при помощи индикаторной тест-полоски. Однако что делать, если Вам важно знать рН с точностью не до единицы, а, например, до сотых или тысячных? Другими словами, Вам, например, важно, чтобы рН был не просто равен 8, а чтобы он при этом находился в пределах от 8,10 до 8,20? Для таких точных измерений применяется потенциометрия. В чем смысл?
В раствор опускают два электрода. Потенциал одного из них количественно зависит от концентрации в растворе ионов Н+, содержание которых в растворе как раз и обусловливает то или иное значение рН. Потенциал другого электрода от нее не зависит. Таким образом, измеряя разность потенциалов двух этих электродов, можно определить концентрацию ионов водорода в растворе, а значит, и значение рН.
Раньше рН-метры были относительно большими приборами, современные же стали гораздо компактнее
Однако при помощи таких приборов можно определять не только рН растворов, но и содержание в них других ионов, таких как K+, NO3-, F- и многих других. Для этого нужно использовать специальные электроды, которые называют ион-селективными. Слово "ион-селективный" означает, что потенциал такого электрода в идеале зависит от концентрации лишь одного конкретного вида ионов, и не зависит от концентрации других ионов. На практике это не совсем так, но в определенных пределах это правило выполняется.
Кроме того, современные конструкции электродов позволяют не только проводить анализ собственно растворов, но и различных паст, взмученных систем, а нитраты в помидорах, например, определяются напрямую, втыкая нитратный ион-селективный электрод в виде иглы прямо в помидор.
В современных приборах два электрода обычно реализуются в одном корпусе, и внешне это выглядит как один электрод. Более того, с ними же идет еще и термопара, которая определяет температуру раствора, и автоматически настраивает прибор на эту температуру.
Один из самых современных иономеров выглядит примерно как терминал для приема оплаты банковскими картами, или как очень древний мобильный телефон:
Этот прибор имеет порт для соединения с печатающим устройством, и способен сразу же распечатывать "чек" с результатами, как ГАИшный "Драгер". Кроме того, он полностью адаптирован для работы не в лаборатории, а в "полевых" условиях. С ним можно выезжать непосредственно к водоемам и проводить измерения показателей качества воды. Он легок, компактен, имеет автономное питание. А самый прикол - его корпус и корпус электрода выполнены из плавучих, не тонущих в воде материалов, поэтому даже если Вы уроните его в водоем, он не утонет ))
Предыдущие выпуски:
1. Чим Оксиген відрізняється від кисню, или восполняем пробелы базового образования;
2. Все ли мы знаем о матрице?
3. Как определяют содержание золота в радиодеталях?
4. Что такое стандартные образцы?
5. Что такое хроматография, или как определяют красители?
6. Режем ножом металл. Это не реклама ножа - это химия!
7. Кристаллогидраты - что за зверь?
8. Как распознать фальшивое лекарство?
9. ТВ-сюжеты с сотрудниками нашей лаборатории на разные темы.
10. Химия, педагогика и пачка сигарет.
11. Регенерация кислорода без фотосинтеза.
12. Ад или не ад, или важно как поглощать.
13. Красивые химические реакции.
Если открыть раздел "потенциометрия" любого учебника, Вы сразу увидите измерение рН растворов. Напомню, рН - это показатель кислотности среды. Чем значение рН меньше, тем более кислый раствор. А чем оно больше, тем он более щелочной. рН является важным показателем качества вод любого назначения - питьевой, культурно-бытовой, рыбохозяйственной и т.д. Все, наверное, со школы помнят, что измерить рН можно при помощи индикаторной тест-полоски. Однако что делать, если Вам важно знать рН с точностью не до единицы, а, например, до сотых или тысячных? Другими словами, Вам, например, важно, чтобы рН был не просто равен 8, а чтобы он при этом находился в пределах от 8,10 до 8,20? Для таких точных измерений применяется потенциометрия. В чем смысл?
В раствор опускают два электрода. Потенциал одного из них количественно зависит от концентрации в растворе ионов Н+, содержание которых в растворе как раз и обусловливает то или иное значение рН. Потенциал другого электрода от нее не зависит. Таким образом, измеряя разность потенциалов двух этих электродов, можно определить концентрацию ионов водорода в растворе, а значит, и значение рН.
Раньше рН-метры были относительно большими приборами, современные же стали гораздо компактнее
Однако при помощи таких приборов можно определять не только рН растворов, но и содержание в них других ионов, таких как K+, NO3-, F- и многих других. Для этого нужно использовать специальные электроды, которые называют ион-селективными. Слово "ион-селективный" означает, что потенциал такого электрода в идеале зависит от концентрации лишь одного конкретного вида ионов, и не зависит от концентрации других ионов. На практике это не совсем так, но в определенных пределах это правило выполняется.
Кроме того, современные конструкции электродов позволяют не только проводить анализ собственно растворов, но и различных паст, взмученных систем, а нитраты в помидорах, например, определяются напрямую, втыкая нитратный ион-селективный электрод в виде иглы прямо в помидор.
В современных приборах два электрода обычно реализуются в одном корпусе, и внешне это выглядит как один электрод. Более того, с ними же идет еще и термопара, которая определяет температуру раствора, и автоматически настраивает прибор на эту температуру.
Один из самых современных иономеров выглядит примерно как терминал для приема оплаты банковскими картами, или как очень древний мобильный телефон:
Этот прибор имеет порт для соединения с печатающим устройством, и способен сразу же распечатывать "чек" с результатами, как ГАИшный "Драгер". Кроме того, он полностью адаптирован для работы не в лаборатории, а в "полевых" условиях. С ним можно выезжать непосредственно к водоемам и проводить измерения показателей качества воды. Он легок, компактен, имеет автономное питание. А самый прикол - его корпус и корпус электрода выполнены из плавучих, не тонущих в воде материалов, поэтому даже если Вы уроните его в водоем, он не утонет ))
Предыдущие выпуски:
1. Чим Оксиген відрізняється від кисню, или восполняем пробелы базового образования;
2. Все ли мы знаем о матрице?
3. Как определяют содержание золота в радиодеталях?
4. Что такое стандартные образцы?
5. Что такое хроматография, или как определяют красители?
6. Режем ножом металл. Это не реклама ножа - это химия!
7. Кристаллогидраты - что за зверь?
8. Как распознать фальшивое лекарство?
9. ТВ-сюжеты с сотрудниками нашей лаборатории на разные темы.
10. Химия, педагогика и пачка сигарет.
11. Регенерация кислорода без фотосинтеза.
12. Ад или не ад, или важно как поглощать.
13. Красивые химические реакции.