Файл: Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.07.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 1
■мерений с применением буфернаго раствора с pH, близ ким 'к исследуемому.
Вследствие большаго электросопротивления стеклян наго электрода ізаімеры э.д.с. (pH) следует проводить с помощью приборов, не потребляющих мощности. Для этой цели применяют ламповые электроизмерительные милливольтметры постоянного тока с входным сопротив лением выше ІО10 Ом.
Очень часто, особенно в промышленных условиях, используют pH-метры, регистрирующие изменения зна чений pH анализируемой среды в течение продолжитель ного времени. Кроме того, рН-.метры часто применяют для автоматического управления процессами, протекаю щими с изменением pH реакционной среды.
Особенности обслуживания различных типов рНметров обычно приведены в соответствующих инструк циях, выпускаемых изготовителями приборов.
Измерение окислительно-восстановительного потенциала гН
Показатель гН позволяет характеризовать окисли тельно-восстановительные свойства среды так же, как показатель pH определяет реакционную способность.
При допущении, что произвольную окислительно-вос становительную систему можно характеризовать давле нием водорода рн2, выделяющимся «а поверхности глад кого платиноваго электрода, погруженного в анализи руемый раствор [59], показатель гН определяется урав нением
гН = — logpH+. |
(67) |
Так как значение показателя гН зависит, от восста новительного потенциала системы (Ег) « ее реакции (pH), то он практически определяется уравнением
гН = 2 (р Е + pH), |
(68) |
|
причем рЕ — показатель |
восстановления |
определяется |
из уравнения |
|
|
P Е = |
Ег |
(69) |
0,1984 7’ ’ |
||
где Ет—потенциал восстановления между платиновым
инормальным водородным электродом, мВ;
Т— абсолютная температура по Кельвину, °К.
141
Представив восстановительную реакцию в .виде ураниѳния
Восст. ; |
ne + |
m H f + |
окисл., |
|
|
ее потенциал можно |
выразить с помощью уравнения |
|
|||
Е г = Е * — |
\ — |
pH + - і - |
log — |
, |
(70) |
|
п |
п |
восст. |
|
|
где Е° —потенциал нормальной |
восстановительной ре |
||||
акции, мВ; |
|
|
|
|
|
I — ОД 984 Т. |
|
|
|
|
|
Примером влияния pH на потенциал восстановитель ной реакции может служить зависимость окислительной способности КМпС>4 от кислотности раствора
МпОГ + 8 Н+ + |
5 е t Мп2+ + 4 Н20. |
|
||
Уравнение, описывающее .величину |
восстановитель |
|||
ного потенциала этой реакции при 25°С, |
имеет вид: |
|||
|
8 |
0,059 |
“мпо- |
(71) |
£ ,= 1,52 - 0,059 — |
p H + - — log------. |
|||
|
5 |
5 |
ДМп2+ |
|
Причем для рН = 0 |
|
|
|
|
|
|
аМпО |
(72) |
|
£ ,= 1,52 — 0,0 + 0,012 lo g ------— ; |
||||
|
|
аМі]2+ |
|
|
для рН = 3 |
Е т — 1,52 — 0,28 + 0,012 log |
°Мп07" |
= |
|
------— |
||||
|
|
|
аМп2+ |
|
= |
|
’ аК п О ~ |
|
|
1,24+ 0,012 log ------(73) |
|
|
||
|
|
°Мп2+ |
|
|
для рН = 6 |
£ , = 1,52 — 0,57 + |
|
|
|
|
а |
|
а |
|
|
МпО |
|
МпО |
. (74) |
+ 0,012 log----- ^— = 0,95 + 0,012 log |
------ — |
|||
|
аМп2+ |
|
аМп2+ |
|
Из приведенных выше примеров следует, что по ме ре уменьшения кислотности раствора уменьшается так же и окислительная способность КМп04.
142
В соответствии с определением восстановительный потенциал Ег представляет собой разницу потенциалов между /гладким платиновым электродом и нормальным водородным электродом. Так как применение водород ного электрода невыгодно, то на практике используют соответствующие электроды, учитывая их потенциал по отношению к нормальному водородному потенциалу
£, = £ + £ , |
(75) |
где Ег — восстановительный потенциал системы, |
мВ; |
Е-з — замеренный потенциал между платиновым эле |
|
ктродом и соответствующим электродом, мВ; |
|
Еэ— потенциал 'соответствующего электрода |
по от |
ношению к водородному электроду, /мВ; Применяя в качестве соответствующего электрода на
сыщенный каломельный электрод, следует учитывать зависимость его потенциала от температуры, описывае мую уравнением
£ Hgch = 241,2 — 0,76 (t - 25) мВ. |
(76) |
Значение Етстабильных растворов, т. е. таких, в ко торых не происходит выделение кислорода или водоро да, находится в пределах от +1230 мВ (сильно окисля ющие растворы) до —810 мВ (сильно восстанавливаю щие растворы).
Зная значение Ег и pH для данного раствора, мож но косвенным образом из уравнений (68) и (69) опре делить 'Значение показателя гН:
гН = 2 [ -3 |
+ рнѴ |
(77) |
V0,1984 Т |
J |
’ |
Показатель гН анализируемого раствора может быть определен также по замеренной разнице потенциалов между чисто /платиновым электродом и стеклянным электродом, который /в этом случае выполняет роль со ответствующего электрода и позволяет исключить из уравнения (76) составляющую pH:
гН = 2 |
* г н + |
С |
(78) |
|
0,1984 Г |
||||
|
|
|||
где £ гн — замеренная разница потенциалов между пла тиновым электродом и стеклянным;
С — эмпирическая постоянная, величина которой зависит от вида стеклянного электрода, ис пользованного при замерах.
Постоянную С можно определить |
с помощью гН бу |
феров: кислого раствора хиншдрона |
гН —24,2 і(20°С); |
кислого раствора аллоксантина гН=іГ2,4 (20°С).
В обоих случаях применяют насыщенные растворы этих веществ ів 0,1-н. растворе НС1.
Постоянную С можно также определить в случае от сутствия гН буфера, применяя обычный буферный ра створ с известной реакцией (Образец pH). В этом слу чае определяют потенциал Дрн элемента для измерения pH, состоящего из каломелевого электрода и стеклянно го электрода в буферном растворе с известной реакци ей pH, применяя уравнение
С = |
Енёси + РН (°>1984 Г) + ЕРн мВ>. |
(79) |
или |
0,76 (t — 25) + pH (0,1984 Т)'+ £ рН мВ. |
|
С = 241,2 - |
(80) |
Значение показателя гН для растворов' может изме няться от 0 (для водородного электрода) до 54 (для ра створа NaClO). В отличие от шкалы pH шкала гН не имеет точно обозначенной точки нейтрализации, так как каждое значение гН носит относительный характер, вы раженный зависимостью
|
|
восстановительная среда |
ги |
окислительная среда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведем полную шкалу значений гН: |
||||
Значения |
Вещество |
|
Характер раствора |
||
|
гН |
|
|
Сильно восстановительны й |
|
0 |
— |
8 |
Р онгалит |
||
9 |
— 15 |
Тиосульфат .натрия |
С лабо восстановительны й |
||
16— 25 |
Вода |
Н ейтральны й |
|||
26 |
— 32 |
П ерекись в о д о р о д а |
С л або окислительный |
||
32 |
— 46 |
П ер м анган ат калия |
Сильно окисляющ ий |
||
47 |
— 54 |
Гипохлорит натрия |
Очень сильно окисляю щ ий |
||
Порядок определения
Для определения значения гН необходимо опреде лить Э.Д.С. элемента, состоящего из плоского платиново го электрода и насыщенного каломелевого электрода, погруженных в анализируемый ра-створ, а также опреде лить обычным способом значения pH этого раствора. Обычно для проведения указанных измерений применя ют pH-метры, на которых шкала имеет деления значе ний pH и миллиівольтов. При замере воестановительноокислительнотю потенциала платиновый электрод поме щают .на место стеклянного электрода,
144
