Factorul de activitate medie H + în soluție salină poate fi determinat prin măsurarea forței electromotoare a următoarei celule:

Ag ¦ AgCl ¦ Soluție HCl electr electrod de chinhidru

Ag + Cl - + 1/2 Q + H + = AgCl + 1/2 QH2 (1)

unde Q este chinonă și QH2 este hidroquinonă.

Potențial de reacție celulară în general

(2)

unde z răspunsul de încărcare al reacției celulare, vsunt oi az i-numărul stoichiometric sau activitate.

Reacția eterogenă dată, în care sunt implicate și componentele prezente în faza solidă pură:

(3)

Unde potențialul standard al reacției celulare, resp. activitatea ionului hidrogen sau ionului clorură în soluția de HCI.

Deoarece concentrația soluției saline din celulă este aceeași la ambii electrozi, putem renunța la potențialul de difuzie și acceptăm că

adică poate fi măsurată sub formă de forță electromotivă.

Într-o soluție de electroliți doar activitatea unui tip de ion nu poate fi determinată, ci doar ionul secundar a ± activitate medie:

(5)

și (6)

unde: g ± factorul mediu de activitate al ionului hidrogen în soluția acidă; c concentrația soluției de acid clorhidric, c o = 1 mol dm -3 .

După înlocuirea corespunzătoare, obținem:

(7)

(8)

Astfel, dacă determinăm forța electromotivă a celulei galvanice și cunoaștem potențialul standard al răspunsului celulei, putem calcula factorul mediu de activitate H + în soluția salină pe baza ecuației de mai sus.

Determinarea potențialului standard al răspunsului celular

În cazul soluțiilor termice, legea frontieră Debye - Hückel sens (c Ј 0,001 mol/dm 3)

(9)

m eu sunt i-molalitatea materialului edic, mi o = 1 mol kg -1, zi az i-edik ion charge number,

Și A constantă în funcție de temperatura și permeabilitatea solventului, .

Hнg în soluții saline cu tratament bun Im » Eu c prin urmare

(10)

Acesta este înlocuit cu (7) în ecuație. Pe baza logaritmului bazei, obținem:

(11)

Aranjate și calculate de constante:

(12)

A (11) secțiunea transversală ordonată a ecuației este potențialul standard al răspunsului celulei. În acest scop, factorul mediu de activitate al ionului hidrogen în ser fiziologic la 25 ° C poate fi calculat după cum urmează din următoarea ecuație:

(13)

Executarea măsurătorii

Pentru a determina potențialul de reacție standard al celulei celulare a Ag, AgCl, soluție HCl, celulă cu electrod de chinhidru, a fost pregătită o celulă preparată cu soluție de HCI cu șapte concentrații diferite.

O celulă pentru măsurarea factorilor de activitate

(1) celula de sub electrod

(2) electrodul pinului superior al celulei

(3) Electrod Pt pentru electrod chinhidron

(4) Electrod Ag/AgCl

Volumul este de 100 cm 3, fiecare 0,05; 0,025; 0,01; 0,001; Soluțiile cu o concentrație de 0,005 și 0,0005 mol/dm 3 sunt preparate dintr-o soluție de acid clorhidric 0,1 mol/dm 3. Se cântăresc soluțiile de acid clorhidric în baloane volumetrice de 100 cm 3 cântărind cu 0,1 mol Ч dm -3 soluție de HCI și se completează până la semn cu apă distilată. Cantitatea necesară pentru măsurare este calculată din concentrația nominală a soluției stoc, dar concentrația exactă a soluției este utilizată pentru determinare. Se asamblează celula cu soluția stoc 0,1 mol Ч dm -3 de acid clorhidric.

Asamblarea celulei principale

Fotografia în partea inferioară a containerului (1) umpleți soluția de HCI testată. Electrodul chinhidronic este plasat în electrodul pin (Fig. 2)). Folosind un tub de măcinare, aplicați soluția pe partea capilară a electrodului (inclusiv orificiul pentru robinet). Partea superioară a conductei este de aprox. umpleți soluția de acid clorhidric, apoi adăugați puțină chinhidronă solidă cu o lingură de sticlă și amestecați soluția cu lingura de sticlă pentru umplere rapidă. Când soluția este saturată cu chinhidron, care este însoțită de o decolorare verde-alcalin, electrodul de platină (3). Așezați electrodul Ag/AgCl în vasul inferior (Fig. 4)).

Forța electromotivă a celulelor, precum și cea a celulelor cu concentrație necunoscută de HCl, a fost ajustată după echilibrare (aproximativ 5-10 minute) cu un pH-metru OP 211/1 (Nota 6. 3. 3. 2).) să vedem, și a fost unitateîn.

Sfaturi practice pentru măsurare

Înainte de plasarea în celulă, electrodul de clorură de argint a fost activat în 0,1 M CH3 de HCI timp de 5 minute.!

Începeți măsurarea cu o serie de soluții de concentrație cunoscută.

Clătiți celula cu apă distilată de 2 ori înainte de a schimba soluția.!

Asigurați-vă că numai o parte din electrodul Ag/AgCl este scufundată în soluție. Există un contact ușor în timpul acoperirii cu teflon, al cărui element local intră în contact cu soluția acidă poate falsifica rezultatele măsurătorilor noastre. !

R = 8,314 J mol -1 K -1

F = 96485 C mol -1

f (0,1 mol Ч dm -3 HCI) = factorul topic se găsește pe eticheta flaconului care conține soluția de acid clorhidric!

Date și grafice care trebuie trimise:

1. comparativ cu graficul și potrivirea liniei. Corelația poate fi combinată din potrivirea dreaptă. valoare și interval de încredere de 95%

2. versus grafic și concentrația de HCI a soluției necunoscute;

3. Factorii medii de activitate calculați pe baza măsurii ionului hidrogen (ecuația 13) și a limitei Debye-Hückel (ecuația 10) în soluțiile din seria necunoscută și diluare. Comentarii cu privire la diferențe