8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

1/21

Electrodul de sticla sielectrodul ion selectiv

Curs 10

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

2/21

Electrozii indicatori ai ionilor dehidrogen

ELECTRODUL DE STICLA Folosit pt. prima data in 1906 de M. Cremer;

Face parte din cat. electoz. cu membranasolida;

Utilizarea in mas. pot. de pH bazandu-se pefaptul ca la interfata membrana de sticla-

solutie apare un pot. care este det. deactivitatea ionilor de hidrogen din solutie

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

3/21

ELECTRODUL DE STICLA

este alcatuit dintr-un Balonas mic din sticla in care se introduce o

solutie tampon cu pH cunoscut si un electrod

de referinta intern; Sticla-are o compozitie special care ii asigura

urmatoarele calitati: Sensibilitate ridicata la variatii ale pH-ului;

Rezistenta electrica convenabila;

Durabilitate mecanica si chimica in timp;

Higroscopicitate ridicata necesara procesului deschimb ionic de la interfata membrana-solutie;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

4/21

Electrodul de sticla

Primul electrod de sticlapreparat de

Haber si Klemensiewczin 1909;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

5/21

Sistemul tipic de masurare a pH-ului

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

6/21

Modelul pentru membrana de sticla

Este asimilat cu o membrana cu sarcinifixate a caror concentratie este constanta,

Sarcinile fiind distribuite uniform sauneuniform in interiorul membranei si suntindependente de conc. sol. externe

Transportul solv. prin membrana si accesulcat. (anionilor) in membrana fiind excluse;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

7/21

Expresia potentialului de membrana:

.)( consta stH

Unde: wHa )( - activitatea ionilor de hidrogen in sol externa;

0

stE -potentialul standard al

membranei adicastHst

aEE )lg(05916,00

unde:

.)( consta stH

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

8/21

Electrodul de sticla reprezentareschematica prin urmatoarea secventa

electrochimica

structura cristalina a sticlei ce const. membrana

este dif. pe cele 2 fete ale membr. Se pune in evidenta masurandu-se tensiunea unei

celulei de forma simetrica:

- s-a reprezentat membrana de sticla

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

9/21

In care cei 2 electrozi de ref. si sol tampondin stanga si dreapta memb. de sticla sunt

identice. Pentru a obtin tens. Unei celule

electrochimice care include un electrod dinsticla ca electrod indicator si un electrod decalomel saturat ca electrod de ref., estenecesar sa se insumeze algebric toate potexistente.

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

10/21

ELECTRODUL CU MEMBRANA DESTICLA

ijernrefexternrefernstexternstst EEEEEE int..int..

In care ultimii patru termeni sunt constanti si pot fi inglobati

in tensiunea standard a celulei:

ijernrefexternrefernstst EEEEE int..int.'0

wHstwHstst aEaF

RT

EE )lg(05916,0)lg(

'0'0

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

11/21

ELECTRODUL CU MEMBRANA DESTICLA

Poate fi folosit pentru masurarea activitatiiionilor de hidrogen intr-un domeniu larg de

pH; Un factor important de care trebuie sa se

tina seama in det. pot. de pH temperatura;

Temp. actioneaza aupra pot. electrod. desticla prin: variatia pot. de membrana;

variatia pH lui sol. tampon interne;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

12/21

ELECTRODUL CU MEMBRANA DESTICLA

variatia pot. Electrodului de ref. intern;

variatia tensiunilor de difuzie pe jonctiunilelichide;

variatia suprafetei active a membranei desticla prin deteriorarea acesteia;

variatia rezistentei electrice a membranei desticla.

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

13/21

AVANTAJELEELECTRODULUI CUMEMBRANA DE STICLA

Precizie buna a masuratorilor potentiometrice depH pe un domeniu de pH cuprins intre 1 si 11;

Timp de raspuns foarte scurt; Masuratorile de pH efectuate pe aceasta cale sunt

influentateb de coloratia sol. sau de prez. unor pp,suspensii, emulsii;

Nu necesita introducerea in sol. de analizat a altorsubstante;

Masurat. de pH nu sunt afectate de prezenta in sol.a unor compusi oxidanti sau reducatori;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

14/21

DEZAVANTAJELEELECTRODULUICU MEMBRANA DE STICLA

Dat. Rezistentei electrice mari a sticlelor demembrana este necesara o instrumentatie

electronica cu rezistenta mare la intrare; Fragilitatea membranei de sticla;

Modificarea in timp a tensiunii de asimetrie

dat. Modif. Conditiei fizice si chimice a celor2 fete ale membranei e necesarareetalonarea periodica a acestor electrozi;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

15/21

DEZAVANTAJELEELECTRODULUICU MEMBRANA DE STICLA

Prezinta erori pozitive si/sau negative incazul masuratorilor pot. de pH efectuate:

- in medii puternic acide,

- in puternic bazice;

- in solutii cu tarie ionica ridicata

- sau in medii de solventi neaposi siamestecuri apa-solvent neapos;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

16/21

ELECTROZI ION SELECTIVI

Implica masurarea unui potential demembrana.

Raspunsul celulei electrochimice estebazat pe interactia intre membrana sianalit care schimba potentialul de

membrana.

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

17/21

EIS consta dintr-o membrana ion selectiva, un

electrod de referinta intern si unul extern si un

voltmetru.

Electrod ion selectivpentru anionul floruraReprezentarea

schematica a EIS

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

18/21

EIS lichid - Ca EISDidecilfosfat de calciu in

dioctilfenilfosfonat

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

19/21

APLICATII ALE EIS

EIS sunt folositi in diverse aplicatiideterminarea concentratiilor diferitilor ioni in

solutii apoase.

Exemple: - monitorizarea poluarii: CN-, F-, Cl--in efluenti, ape naturale;

- Agricultura:

in sol, fertilizatori

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

20/21

APLICATII ALE EIS

Industria alimentara conservanti alimentari

Continutul de sare din carne, peste, fructe,

sucuri; F- din apa de baut si alte bauturi;

Ca2+din produsele lactate si bere;

K+din sucul de fructe si vin;

Fabricarea detergentilor - Ca2+, Ba2+si Fefecteleasupra calitatii apelor;

Fabricarea hartiei: S2- si Cl-;

8/13/2019 Electrodul Cu Membrana de Sticla Si EIS_C11 FIM

21/21

APLICATII ALE EIS

Explozivi: F-, Cl-si NO3-in materiale

explosive si in produsii de ardere;

Laboratoare Biomedicale: Ca2+, K+si Cl-influidele biologice (sange, plasma, ser,transpiratie);

Analiza F-

din schelete si studii asupradanturii;

Educatie si cercetare varietate mare deaplicatii;