SlideShare a Scribd company logo
1 of 41
Hoofdstuk 5
Potentiometrie
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 1
The Beckman G pH meter was produced from 1935 until 1950.
© Gregory Tobias/Science History Institute via https://www.sciencehistory.org/
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 2
Hoofdstuk 5
Potentiometrie
www.metrohm.com
Analytische methoden die gebaseerd zijn op potentiaalmetingen = potentiometrische methoden of potentiometrie
De potentiaal van een elektrode staat steeds in verhouding tot de standaard waterstofelektrode en wordt bepaald door de activiteit van één of meer
van de deeltjes in oplossing waarin de elektrode is ondergedompeld. Elektrodepotentialen kunnen worden gebruikt om concentraties van een
analyt te bepalen.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 3
5.1 Potentiaalopbouw in het meetsysteem
Het is niet de bedoeling om de spanning van een galvanisch element te kennen, maar wel om de potentiaal (of ΔE) van een meetelektrode van een
halfcel te weten te komen.
Absolute waarden voor de individuele halfcelpotentialen kunnen niet worden bepaald. Experimenteel kan men enkel celpotentialen vaststellen.
De potentiaal van een halfcel is niet meetbaar, maar moet altijd gemeten worden t.o.v. een andere (tweede) halfcel. → Etweede halfcel = gekend of
constant
Steeds twee elektroden nodig!
Silver/silver chloride reference electrode
with Double-Junction System via
https://www.metrohm.com (6.0726.100)
Separate Ag ring electrode
This silver electrode has to be used in combination with a
reference electrode via https://www.metrohm.com ( 6.0350.100)
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 4
5.1 Potentiaalopbouw in het meetsysteem
Analytoplossing
Referentie-elektrode
Metaal indicatorelektrode
Zoutbrug
Schematische opstelling van een meetsysteem voor een potentiometrische analyse
Referentie-elektrode Zoutbrug Analytoplossing Metaal indicatorelektrode│ │ │
De referentie-elektrode is conventioneel de anode
Van de referentie-elektrode kent men de elektrodepotentiaal nauwkeurig
Aan de indicatorelektrode ontwikkelt zich een potentiaal die afhankelijk is van de
activiteit van het analyt.
De zoutbrug verhindert dat de compontenten van de analytoplossing mengen met die
van de referentie-elektrode. Op elk uiteinde ontwikkelt zich een vloeistofjunctie o.w.v.
mobiliteiten van de ionen (< enkele millivolts)
Bevat de informatie die we zoeken over de concentratie van het analyt!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 5
5.2 De zoutbrug
Zoutbrug = elektrolyt vloeistof waarvan de kationen en anionen meestal vervat zitten in een glazen omhulsel waarbij er aan de uiteinden wordt
voorzien dat er geen vloeistofvermenging optreedt, maar waarbij er in geval van kortsluiting toch een mogelijkheid bestaat tot ionentransport
doorheen de zoutbrug van de ene halfcel naar de andere.
www.mt.com
• een zeer kleine opening/gaatje;
• een poreus diafragma (bijvoorbeeld gesinterd glas);
• een elektrolyt in een gel (met hoge viscositeit) zoals agar
Hoe?
Opmerking!
Aan de juncties (de overgang van de zoutbrug en de vloeistof in de halfcel)
kan een transport optreden als gevolg van een spontaan diffusieproces.
Er moet voor gezorgd worden dat er evenveel positieve ionen als negatieve
ionen per tijdseenheid verplaatst kunnen worden → anders Ej → fouten!
Oplossing
Ej vermijden door gebruik te maken van elektrolyten waarbij de
mobiliteiten van de kationen en anionen zo dicht mogelijk bij elkaar liggen
(KCl, NH4Cl, NH4NO3)
De onzekerheid op de junctiepotentiaal plaatst sowieso een limiet op de accuraatheid van een potentiometrische analyse!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 6
5.3 De referentie-elektroden
5.3.1 De verzadigde calomelelektrode
In het verleden de meest gebruikte referentie-elektrode. Door de aanwezigheid van kwik en dikwik(I)chloride echter quasi volledig uit het aanbod
verdwenen.
Schematische voorstelling van de calomelreferentie-elektrode.
x = molaire concentratie van de kaliumchloride-oplossing.
x = 0,1 M, 1 M of 4,6 M (verzadigd)
Ecal = 0,2444 V bij 25 °C.
Elektrodereactie
Potentiaal van de halfcel
Enkel in functie van de concentratie aan KCl!
cKCl = 0,1 M
cKCl = 1 M
Het is mogelijk om een onbekende potentiaal voor een willekeurige halfcel te bepalen!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 7
5.3 De referentie-elektroden
5.3.1 De verzadigde calomelelektrode
Opmerking
Een calomelhalfcel levert niet noodzakelijk een constante Ecal
Wanneer stroomdoorgang (moet vermeden worden) kan de halfreactie voor de calomelelektrode optreden zodat [Cl– ] kan stijgen of dalen.
[Cl– ] is veranderd en bijgevolg ook Ecal
Oplossing Calomelhalfcel verzadigen aan KCl
Schematische voorstelling van de verzadigde calomelhalfcel Commerciële uitvoering van de verzadigde calomelelektrode
ESCE = 0,242 V bij 25 °C.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 8
5.3 De referentie-elektroden
5.3.1 De verzadigde calomelelektrode
https://www.fishersci.com
Uit de handel genomen!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 9
5.3 De referentie-elektroden
5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden
Het principe is analoog aan de verzadigde calomelelektrode en heeft deze volledig vervangen in het aanbod.
Schematische voorstelling van de Ag/AgCl halfcel
Elektrodereactie
Potentiaal van de halfcel
Enkel in functie van de concentratie aan [Cl–]!
[Cl–] = 0,1 M
Het is mogelijk om een onbekende potentiaal voor een willekeurige halfcel te bepalen!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 10
5.3 De referentie-elektroden
5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden
In de praktijk wordt de elektrode vervaardigd d.m.v. een Ag-draad die bedekt wordt met een dun laagje AgCl.
Eenvoudige uitvoering van de Ag/AgCl elektrode.
Ook hier kan [Cl–] mogelijkerwijze veranderen zodat ook hier meestal gewerkt zal worden met een Ag/AgCl elektrode die verzadigd is aan KCl
→ EAg/AgCl= + 0,199 V bij 25 °C.
“Single Junction Gel Filled Ag/AgCl Reference Electrode” via https://www.edt.co.uk/
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 11
5.3 De referentie-elektroden
5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden
Silver/silver chloride reference electrode with c(KCl) = 3 mol/L as
reference electrolyte via https://www.metrohm.com (6.0733.100)
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 12
5.3 De referentie-elektroden
5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden
Opmerking
Wanneer de referentie-elektrode wordt gedompeld in de meetoplossing, kan er een interferentie optreden aan de junctie van de zoutbrug van de
referentie-elektrode tussen het Cl–-ion van de zoutbrug en een ander (te meten) ion van de meetoplossing (bvb Pb2+ of Ag+).
Voorbeeld
Commerciële uitvoering van de dubbel junctie
Ag/AgCl referentie-elektrode.
Gebruik maken van een tweede zoutbrug gevuld met bvb NH4NO3.Oplossing
Stel dat we de potentiaal willen kennen van een Ag elektrode gedompeld in een Ag+-meetoplossing.
Opstelling met een dubbel junctie referentie-elektrode.
Stel een galvanisch element op door de combinatie van de meetoplossing als eerste halfcel met de Ag/AgCl referentie-elektrode als tweede halfcel.
Dubbel junctie Ag/AgCl referentie-elektrode
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 13
5.3 De referentie-elektroden
5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden
Silver/silver chloride reference electrode with Double-Junction System via
https://www.metrohm.com (6.0726.100)
InLab Reference electrode with ARGENTHAL™ reference system
via https://www.mt.com
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 14
5.4 Vloeistof-junctiepotentialen
1 M
HCl
0,01 M
HCl
Schematische voorstelling van een vloeistofjunctie om aan te tonen hoe de
junctiepotentiaal Ej wordt gegenereerd
Een vloeistof-junctiepotentiaal ontwikkelt zich over het grensvlak tussen twee elektrolytoplossingen die verschillende samenstellingen hebben.
Voorbeeld Eenvoudige vloeistofjunctie die bestaat uit een oplossing HCl 1 M in contact met een oplossing
HCl 0,01 M.
Een inerte poreuze barrière voorkom dat de twee oplossingen mengen.
Zowel de waterstofionen als de chloride-ionen neigen te diffunderen over deze grens van de
meer geconcentreerde oplossing naar de verdunde oplossing → ladingsscheiding
Verdunde kant: positief o.w.v. de snellere diffusie van H+
Geconcentreerde kant: een negatieve lading uit de overmaat van trager bewegende Cl–
Ontwikkelde lading neigt ernaar om de verschillen in diffusiesnelheden van de twee ionen tegen
te werken → evenwichtstoestand
Ontwikkeld potentiaalverschil bedraagt enkele honderdsten van een Volt
De grootte van Ej verminderen door een zoutbrug te plaatsen tussen de twee oplossingen.
De mobiliteiten van de negatieve en de positieve ionen gebruiken in de brug die bijna gelijk zijn
en waarvan de concentraties groot zijn.
Om deze redenen een verzadigde oplossing KCl gebruiken daar de netto- Ej met een
dergelijke zoutbrug enkele millivolts bedraagt.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 15
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
Ideale indicatorelektrode reageert snel en reproduceerbaar op eventuele veranderingen in de concentratie van een analytion (of groep analytionen).
Geen enkele indicatorelektrode is absoluut specifiek is, maar er zijn indicatorelektroden beschikbaar die selectief zijn voor een welbepaald ion dat
men wenst te analyseren.
De meet- of indicatorelektroden kunnen in drie klassen onderverdeeld worden (zowel qua werkingsprincipe, opbouw, omrekening van gemeten
potentiaal naar ionconcentratie):
• Metaalelektroden (hierbij gaat het om de neiging tot elektronenuitwisseling, er wordt nog onderscheid gemaakt tussen redoxelektroden en
“gewone” metaalelektroden).;
• Iongevoelige elektroden (ISE) of membraanelektroden (hierbij gaat het om de neiging tot ionenuitwisseling).
• Ion-selectieve field effect transistoren
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 16
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Elektroden van de eerste soort
Een elektrode van de eerste soort = zuivere metaalelektrode die in een onmiddellijk evenwicht staat met de overeenkomstige kationen in de
oplossing. Eén enkele reactie!
Nernstuitdrukking
met Eind = de elektrodepotentiaal van de metaalelektrode en aXn+ (≈ [Xn+]) de activiteit van het ion die ongeveer gelijk is aan de molaire
concentratie
Vaak wordt de elektrodepotentiaal van de indicatorelektrode in termen van de p-functie van het kation gegeven.
Elektrodesystemen van de eerste soort worden niet veel gebruikt voor potentiometrische analyses omwille van verschillende redenen.
• Niet heel erg selectief (ook andere kationen kunnen worden gereduceerd);
• Sommige metaalelektroden (zink) kunnen enkel in neutraal of basich milieu worden gebruikt;
• Sommige metalen worden gemakkelijk geoxideerd;
• Geen reproduceerbare resultaten.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 17
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Elektroden van de eerste soort
Een plot voor de Ag/Ag+ meetelektrode
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 18
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Elektroden van de tweede soort
Metalen niet enkel geschikt als indicatorelektroden voor eigen kationen, maar kunnen eveneens reageren op de activiteiten van de anionen die
weinig oplosbare neerslagen vormen of stabiele complexen met dergelijke kationen.
Voorbeeld
De potentiaal van een zilverelektrode zal reproduceerbaar correleren met de activiteit van het chloride-ion in een oplossing die verzadigd is met
zilverchloride.
Elektrodereactie
Nernstuitdrukking
De potentiaal van een zilverelektrode evenredig is aan pCl.
In een oplossing verzadigd aan zilverchloride, kan een zilverelektrode geschikt zijn als een indicatorelektrode van de tweede soort voor het
chloride-ion.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 19
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Elektroden van de tweede soort
Een plot voor een elektrode van de tweede soort voor Cl–
Het teken van de logaritmische term is tegengesteld aan het
teken van de logaritmische term voor een elektrode van de
eerste soort
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 20
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Inerte metaalelektroden voor redoxsystemen
Electrode tip made of Pt wire. This electrode is used as an auxiliary
electrode for differential potentiometry via https://www.metrohm.com
(6.0301.100)
Inerte geleiders zoals platina, goud, palladium of zelfs koolstof reageren op de potentiaal
van een redoxsysteem waarmee ze in contact komen.
Functioneren enkel als elektronendoorgever aan de componenten in de meetoplossing.
Redoxelektroden of ORP-elektroden!
Voorbeelden
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 21
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.1 Metaalindicatorelektroden
Toepassingen: potentiometrische titraties
https://www.metrohm.com
• Redoxtitratie van KI met KMnO4 m.b.v. een Pt elektrode en Ag/AgCl elektrode;
• Neerslagtitratie van een Cl–-oplossing met AgNO3 m.b.v. een Ag elektrode en dubbel junctie Ag/AgCl elektrode
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 22
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.2 Membraanelektroden
Membraanelektroden zijn fundamenteel verschillend van de metaalelektroden in zowel het ontwerp alsook in het algemeen principe.
De meest geschikte methode om de pH in een oplossing te bepalen, houdt de meting in van de potentiaal die zich ontwikkelt over een dun
glasmembraan die twee oplossingen met verschillende waterstofionenconcentraties afscheidt. Het fenomeen waarop de meting is gebaseerd, werd
reeds voor de eerste maal gerapporteerd in 1906.
Membraanelektroden = pIon elektroden (pH, pCa, pPb, pNO3,…) of ionspecifieke elektroden (ISE)
Ionspecifieke elektroden (ISE) of beter iongevoelige elektroden
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 23
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.2 Membraanelektroden
Algemeen principe
Een membraanelektrode bevat een iongevoelig element (membraan) dat vast of vloeibaar kan zijn.
Op basis van een ionuitwisselingsproces zal in een ideaal geval alleen het beschouwde ion een transport kunnen ondergaan tussen de oplossing en
het membraan omdat er een vacante plaats of defect in het rooster van het membraan aanwezig is. Dit proces wordt door diffusie gedreven en is
bijgevolg concentratieafhankelijk.
Tengevolge hiervan zal er een membraanpotentiaal ontstaan die functie is van de concentratie van het beschouwde ion.
De potentiaalmeting moet eveneens uitgevoerd worden in combinatie met een referentie-elektrode. Het proces dat hier zou optreden in geval van
kortsluiting en stroomdoorgang is het ionuitwisselingsproces of materietransport. Er is geen sprake van een redoxreactie waardoor er geen
opstelling van halfreacties dient te gebeuren en dit bijgevolg ook geen toepassing is van de wet van Nernst.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 24
“pH measurement is often deceptively easy . . . pH measurement can also be exasperatingly difficult.”
—George Mattock, 1961, pH measurement and titration; with a chapter by G.R.Taylor. London : Heywood, 1961.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 25
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Schematische voorstelling van een pH-Ion gevoelige elektrode
Meest gebruikte iongevoelige elektrode = glaselektrode die selectief zal
reageren op H+ zodat de pH kan worden gemeten.
De glaselektrode bestaat uit een cilindrische ruimte die gevuld is met een
elektrolyt zoals HCl en waarin zich een inwendige referentie bevindt zoals een
Ag/AgCl referentie-elektrode.
Onderaan de glaselektrode bevindt zich een zeer dun, pH-gevoelig
glasmembraan dat aan één kant verzegeld is aan een dikwandig glazen of
plastieken buis.
De binnenzijde van het glasmembraan staat in contact met de inwendige HCl-
oplossing en aan de buitenzijde met de te meten oplossing.
Interne referentie-
elektrode
Dikwandig glas
Dunwandig H+-gevoelig
glasmembraan
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 26
https://www.periodni.com/gallery/glass_electrode.png
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
pH glass electrode for aqueous pH measurements or differential potentiometry in non-aqueous
media. This pH electrode has to be used in combination with a reference electrode.
via https://www.metrohm.com (6.0150.100)
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 27
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Schematische voorstelling van een pH-Ion gevoelige elektrode
Externe referentie-
elektrode
Interne referentie-
elektrode
Waterige oplossing
verzadigd met
AgCl & KCl
Dikwandig glas
Zoutbrugjunctie
Dunwandig H+-gevoelig
glasmembraan
Een gecombineerd glaselektrodesysteem bezit twee referentie-elektroden
• externe referentie-elektrode (meestal zilver/zilverchloride)
• interne referentie-elektrode.
De interne zilver/zilverchloride elektrode wordt gevormd doordat een klein volume
HClverdund verzadigd met AgCl vervat zit in de buis.
Een zilverdraad in deze oplossing vormt de zilver/zilverchloride referentie-elektrode
die verbonden is aan één van de twee uitgangen van een potentiaalmeter.
De externe zilver/zilverchloride referentie-elektrode is verbonden aan de andere
uitgang van de potentiaalmeter.
De interne referentie-elektrode is niet het pH-gevoelig element, maar wel het
dunne glasmembraan
naar pH-meter
Ag(s) │ │AgCl(s)│ Cl– (aq)││ H+ (aq) = a1
Buitenste referentie
elektrode
H+ (aq) = a2 ,Cl– (aq) AgCl(s) Ag(s)
Binnenste referentie
elektrode
H+ buiten de
glaselektrode
│
H+ in de
glaselektrode
Glasmembraan bindt seletief H+
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 28
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
De samenstelling en structuur van glasmembranen
Zeer veel onderzoek verricht naar de effecten van de samenstelling van glas op de gevoeligheid van membranen aan protonen en andere kationen
Verschillende formuleringen worden gebruikt voor de fabricatie van elektroden.
De eerste commerciële glaselektroden werden gemaakt uit Corning 15 glass met een samenstelling van ongeveer 22% Na2O, 6% CaO en 72%
SiO2 .
Dit membraan vertoont een uitstekende specificiteit voor waterstofionen tot een pH~9. Bij hogere pH-waarden echter, zal het glas eveneens
reageren op natriumionen en andere enkelwaardig geladen kationen. Er bestaan dan ook andere glasformuleringen die in gebruik zijn waarbij
natrium- en calciumionen zijn vervangen door verschillende hoeveelheden barium- en lithiumionen. Deze membranen vertonen een nog betere
selectiviteit en levensduur.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 29
Composition of pH-Responsive Glasses G. A. Perley Anal. Chem., 1949, 21 (3), pp 391–394
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 30
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
De samenstelling en structuur van glasmembranen
Schematische voorstelling van een dwarsdoorsnede voor een silicaatglasstructuur.
Een glasmembraan bestaat uit een oneindig driedimensionaal netwerk van SiO4
4−
-groepen. Elk
siliciumatoom is gebonden aan vier zuurstofatomen en elk zuurstofatoom wordt gedeeld door
twee siliciumatomen.
Er zijn voldoende kationen aanwezig die de negatieve ladingen van de
silicaatgroepen uitbalanceren. Enkelvoudig geladen kationen zoals natrium- en
lithiumionen zijn mobiel in het rooster en zijn verantwoordelijk voor de
elektrische geleiding in het membraan.
Beide membraanoppervlakten moeten gehydrateerd worden vooraleer een
glaselelektrode kan gebruikt worden als een pH-elektrode. Niet-
hygroscopisch glas vertoont geen pH-functie. Zelfs hygroscopisch glas kan
de pH-gevoeligheid verliezen na dehydratatie door het op te slaan in een
droogmiddel. Dit effect is reversibel en de pH-gevoeligheid kan worden
hersteld door de glaselektrode opnieuw in water te drenken.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 31
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
De samenstelling en structuur van glasmembranen
De hydratatie van een pH-gevoelig glasmembraan houdt een
ionuitwisselingsreactie in tussen de enkelvoudig geladen kationen in de
tussenruimten van het glasrooster en de protonen in de oplossing. Dit proces
impliceert exclusief éénwaardige kationen daar drie- en vierwaardige kationen
te sterk worden tegengehouden door de silicaatstructuur om uit te wisselen met
de ionen in de oplossing. De ionuitwisselingsreactie kan geschreven worden
als
waarbij de zuurstofatomen die gebonden zijn aan één enkel siliciumatoom
worden voorgesteld als de negatief geladen Gl–-gebieden.
Schematische voorstelling van het ionuitwisselingsproces aan een
membraan/oplossing grensvlak. Protonen wisselen uit met natriumionen in de
silicaatstructuur van het glasmembraan.
De evenwichtsconstante voor een dergelijk proces is zo groot dat de
oppervlakten van een gehydrateerd glasmembraan gewoonlijk volledig
bestaat uit kiezelzuur (H+Gl–).
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 32
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Elektrische geleiding doorheen de membranen
Een glasmembraan moet elektriciteit kunnen geleiden. Geleiding binnen een gehydrateerd glasmembraan = beweging van natrium- en
waterstofionen. Natriumionen zijn de ladingsdragers in het droge binnenste van het membraan en de protonen zijn mobiel in de gellaag. Geleiding
over de oplossing/gel grensgebieden gebeurt door de reacties
De posities van de twee evenwichten worden bepaald door de waterstofionenconcentraties in de oplossingen aan beide kanten van het membraan.
Wanneer deze posities verschillen van elkaar, zal het grensvlak waar de grotere dissociatie voorkomt negatief zijn ten opzichte van het andere
grensvlak.
Het subscript 1 refereert aan het grensvlak tussen het
uitwendige van het glas en de analytoplossing
Het subscript 2 refereert aan het grensvlak tussen de
interne oplossing en het inwendige van het glas
Een grenspotentiaal Eb wordt ontwikkeld aan het membraan. De grootte van de grenspotentiaal hangt af van de verhouding van de
waterstofionenconcentraties van de twee oplossingen.
Dit potentiaalverschil is de analytische parameter in een potentiometrische pH-bepaling!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 33
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Membraanpotentialen
Ag(s) │ │AgCl(s)│ Cl– (aq)││ H+ (aq) = a1
Buitenste referentie
elektrode
H+ (aq) = a2 ,Cl– (aq) AgCl(s) Ag(s)
Binnenste referentie
elektrode
H+ buiten de
glaselektrode
│
H+ in de
glaselektrode
Glasmembraan
bindt seletief H+
Lijndiagram voor een gecombineerde glasmembraanelektrode met de vier potentialen.
Er zijn vier potentialen die zich in een cel ontwikkelen voor de bepaling van de pH.
Twee van deze potentialen zijn de referentie-elektrodepotentialen die constant zijn
Derde potentiaal is de netto-potentiaal over de zoutbrug die de referentie-elektrode scheidt van de analytoplossing.
Vierde potentiaal is de grenspotentiaal Eb die varieert met de pH van de analytoplossing.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 34
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
De grenspotentiaal
Bestaat uit E1 en E2 die zich ontwikkelen aan de twee oppervlakken van het glasmembraan. De bron van deze twee potentialen is de lading die
zich ontwikkelt als gevolg van de twee reacties
De twee reacties zorgen ervoor dat de twee glasoppervlakken negatief geladen zijn ten opzicht van de oplossingen waarin ze zijn ondergedompeld
zodat ze aanleiding geven tot de twee potentialen E1 en E2.
De posities van de twee evenwichten die de oorzaak zijn dat de twee potentialen zich ontwikkelen, worden bepaald door de
waterstofionenconcentraties in de oplossingen aan beide zijden van het membraan.
Wanneer deze posities verschillen, zal het oppervlak waar de grootste dissociatie is voorgekomen, negatief zijn te opzichte van het andere
oppervlak.
Het subscript 1 refereert aan het grensvlak tussen het
uitwendige van het glas en de analytoplossing
Het subscript 2 refereert aan het grensvlak tussen de
interne oplossing en het inwendige van het glas
Verschil in lading is Eb gerelateerd aan de activiteiten van de waterstofionen in elk van de oplossingen door een Nernstiaanse vergelijking
a1 = activiteit van de analytoplossing
a2 = activiteit van de inwendige oplossing
De waterstofionenactiviteit van de inwendige oplossing wordt constant gehouden
met
De grenspotentiaal is een maat voor de waterstofionenactiviteit van de externe oplossing.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 35
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
De potentiaal van de glaselektrode
De potentiaal van een glaselektrode Eind heeft drie componenten:
• de grenspotentiaal;
• de potentiaal van de interne Ag/AgCl referentie-elektrode;
• een kleine asymmetrische potentiaal Easy die traag verandert met
verloop van de tijd.
Isopotentiaalpunt
Deze vergelijking heeft een gelijkaardige vorm als de Nernstvergelijking, maar de oorsprong van de potentiaal van de elektroden die ze
beschrijven is totaal verschillend.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 36
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Calibratie van een glaselektrode
x
y
O
P1(x1,y1)
P2(x2,y2)
x2 – x1
y2 – y1
Herhaling. Vergelijkingen van een rechte lijn!
Helling a
Merk op!
P(x,y)
x – x1
y – y1
of
of met
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 37
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Calibratie van een glaselektrode
Isopotentiaalpunt
Wanneer een elektrode wordt gecalibreerd met standaardbuffers, meet
men een potentiaal met de elektrode in elke buffer
Buffer S1: pHS1 → ES1
Buffer S2: pHS2 → ES2
Vergelijking van een rechte lijn!
Meten!
Ideale elektrode!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 38
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo!
Herinner je dat R = 8,314 J/Kmol, T = 298,15 K, F = 96500 C/mol en ln = 2,303 log zodat
Ideale elektrode!
Merk op dat L een constante is en wordt bepaald door de aard
van de gebruikte referentie-elektroden, maar ook door de
asymmetrische potentiaal (Easy).
Om die reden wordt de waarde van L vastgelegd door calibratie!
De ideale glaselektrode heeft bij 25 °C een gevoeligheid van
59,2 mV/pH. Deze waarde is afhankelijk van de temperatuur
zodat de werkelijke gevoeligheid van de elektrode iets kan
afwijken.
Om die reden wordt de waarde van S vastgelegd door calibratie!
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 39
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo!
Tweepuntsijking
Eerste buffer is meestal een fosfaatbuffer met pH = 7,00
Deze buffer wordt gebruikt om Easy te bepalen of het isopotentiaalpunt.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 40
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo!
Tweepuntsijking
De tweede buffer is meestal een buffer met pH = 4,01
Opmerking!
Als er basische oplossingen moeten gemeten worden, kiest men
een tweede buffer met pH = 10,00.
1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 41
5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden
5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode
Het eindpunt van een titratie met behulp van een glaselektrode
http://www.hannainstruments.be/be-nl/toepassingen-
meten-analyseren/item/hi-902c-automatische-titrator.html

More Related Content

What's hot

Hoofdstuk 2 - Zuur-base evenwichten - deel 1
Hoofdstuk 2  - Zuur-base evenwichten - deel 1Hoofdstuk 2  - Zuur-base evenwichten - deel 1
Hoofdstuk 2 - Zuur-base evenwichten - deel 1Tom Mortier
 
Hoofdstuk4 - Elektrochemie
Hoofdstuk4 - ElektrochemieHoofdstuk4 - Elektrochemie
Hoofdstuk4 - ElektrochemieTom Mortier
 
Hoofdstuk 6 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 6 - SpectrofotometrieHoofdstuk 6 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 6 - SpectrofotometrieTom Mortier
 
Hoofdstuk 5 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 5 - SpectrofotometrieHoofdstuk 5 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 5 - SpectrofotometrieTom Mortier
 
Labovoorbereiding - Jodometrie en Jodimetrie
Labovoorbereiding - Jodometrie en JodimetrieLabovoorbereiding - Jodometrie en Jodimetrie
Labovoorbereiding - Jodometrie en JodimetrieTom Mortier
 
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel I
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel IHoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel I
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel ITom Mortier
 
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - Buffers
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - BuffersHoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - Buffers
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - BuffersTom Mortier
 
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1Tom Mortier
 
Hoofdstuk 6 - Redoxtitraties
Hoofdstuk 6 - RedoxtitratiesHoofdstuk 6 - Redoxtitraties
Hoofdstuk 6 - RedoxtitratiesTom Mortier
 
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2Tom Mortier
 
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titraties
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titratiesHoofdstuk 3 - De zuur-base titraties
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titratiesTom Mortier
 
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvorming
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvormingHoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvorming
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvormingTom Mortier
 
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties Tom Mortier
 
Hoofdstuk 12 - Complexometrische titraties
Hoofdstuk 12  - Complexometrische titratiesHoofdstuk 12  - Complexometrische titraties
Hoofdstuk 12 - Complexometrische titratiesTom Mortier
 
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel ii
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel iiHoofdstuk 1 - concentraties - deel ii
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel iiTom Mortier
 
Zuur-base titraties - Deel II
Zuur-base titraties - Deel IIZuur-base titraties - Deel II
Zuur-base titraties - Deel IITom Mortier
 
Hoofdstuk 1 - concentraties
Hoofdstuk 1 - concentratiesHoofdstuk 1 - concentraties
Hoofdstuk 1 - concentratiesTom Mortier
 
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolyten
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolytenOefeningen op pH-berekeningen van amfolyten
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolytenTom Mortier
 
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene Inleiding
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene InleidingAnalytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene Inleiding
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene InleidingTom Mortier
 
Labovoorbereiding - Complexometrie
Labovoorbereiding - ComplexometrieLabovoorbereiding - Complexometrie
Labovoorbereiding - ComplexometrieTom Mortier
 

What's hot (20)

Hoofdstuk 2 - Zuur-base evenwichten - deel 1
Hoofdstuk 2  - Zuur-base evenwichten - deel 1Hoofdstuk 2  - Zuur-base evenwichten - deel 1
Hoofdstuk 2 - Zuur-base evenwichten - deel 1
 
Hoofdstuk4 - Elektrochemie
Hoofdstuk4 - ElektrochemieHoofdstuk4 - Elektrochemie
Hoofdstuk4 - Elektrochemie
 
Hoofdstuk 6 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 6 - SpectrofotometrieHoofdstuk 6 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 6 - Spectrofotometrie
 
Hoofdstuk 5 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 5 - SpectrofotometrieHoofdstuk 5 - Spectrofotometrie
Hoofdstuk 5 - Spectrofotometrie
 
Labovoorbereiding - Jodometrie en Jodimetrie
Labovoorbereiding - Jodometrie en JodimetrieLabovoorbereiding - Jodometrie en Jodimetrie
Labovoorbereiding - Jodometrie en Jodimetrie
 
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel I
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel IHoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel I
Hoofdstuk 10 - Redoxtitraties - Deel I
 
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - Buffers
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - BuffersHoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - Buffers
Hoofdstuk 2. Zuur base-evenwichten - Buffers
 
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 1
 
Hoofdstuk 6 - Redoxtitraties
Hoofdstuk 6 - RedoxtitratiesHoofdstuk 6 - Redoxtitraties
Hoofdstuk 6 - Redoxtitraties
 
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2
Hoofdstuk 1 - Concentraties van Oplossingen - Deel 2
 
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titraties
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titratiesHoofdstuk 3 - De zuur-base titraties
Hoofdstuk 3 - De zuur-base titraties
 
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvorming
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvormingHoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvorming
Hoofdstuk1 - Oplosbaarheid en neerslagvorming
 
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties
Hoofdstuk 2 - Neerslagtitraties
 
Hoofdstuk 12 - Complexometrische titraties
Hoofdstuk 12  - Complexometrische titratiesHoofdstuk 12  - Complexometrische titraties
Hoofdstuk 12 - Complexometrische titraties
 
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel ii
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel iiHoofdstuk 1 - concentraties - deel ii
Hoofdstuk 1 - concentraties - deel ii
 
Zuur-base titraties - Deel II
Zuur-base titraties - Deel IIZuur-base titraties - Deel II
Zuur-base titraties - Deel II
 
Hoofdstuk 1 - concentraties
Hoofdstuk 1 - concentratiesHoofdstuk 1 - concentraties
Hoofdstuk 1 - concentraties
 
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolyten
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolytenOefeningen op pH-berekeningen van amfolyten
Oefeningen op pH-berekeningen van amfolyten
 
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene Inleiding
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene InleidingAnalytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene Inleiding
Analytische chemie I - Hoofdstuk1 - Algemene Inleiding
 
Labovoorbereiding - Complexometrie
Labovoorbereiding - ComplexometrieLabovoorbereiding - Complexometrie
Labovoorbereiding - Complexometrie
 

More from Tom Mortier

Chemische niet-redox reacties
Chemische niet-redox reactiesChemische niet-redox reacties
Chemische niet-redox reactiesTom Mortier
 
Nomenclatuur van de anorganische verbindingen
Nomenclatuur van de anorganische verbindingenNomenclatuur van de anorganische verbindingen
Nomenclatuur van de anorganische verbindingenTom Mortier
 
Oplosbaarheidsevenwichten
OplosbaarheidsevenwichtenOplosbaarheidsevenwichten
OplosbaarheidsevenwichtenTom Mortier
 
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel i
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel iHoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel i
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel iTom Mortier
 
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichten
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichtenAnalytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichten
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichtenTom Mortier
 
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamica
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamicaInleidende begrippen van de chemische thermodynamica
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamicaTom Mortier
 
De standaard additie methode
De standaard additie methodeDe standaard additie methode
De standaard additie methodeTom Mortier
 
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - Chemie
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - ChemieHoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - Chemie
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - ChemieTom Mortier
 

More from Tom Mortier (9)

Chemische niet-redox reacties
Chemische niet-redox reactiesChemische niet-redox reacties
Chemische niet-redox reacties
 
Nomenclatuur van de anorganische verbindingen
Nomenclatuur van de anorganische verbindingenNomenclatuur van de anorganische verbindingen
Nomenclatuur van de anorganische verbindingen
 
Oplosbaarheidsevenwichten
OplosbaarheidsevenwichtenOplosbaarheidsevenwichten
Oplosbaarheidsevenwichten
 
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel i
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel iHoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel i
Hoofdstuk 2 - zuur-base-evenwichten-deel i
 
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichten
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichtenAnalytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichten
Analytische chemie I - Hoofdstuk 2 - De zuur-base evenwichten
 
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamica
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamicaInleidende begrippen van de chemische thermodynamica
Inleidende begrippen van de chemische thermodynamica
 
De standaard additie methode
De standaard additie methodeDe standaard additie methode
De standaard additie methode
 
Micropipetten
MicropipettenMicropipetten
Micropipetten
 
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - Chemie
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - ChemieHoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - Chemie
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - Chemie
 

Hoofdstuk 5 - Potentiometrie

  • 1. Hoofdstuk 5 Potentiometrie 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 1 The Beckman G pH meter was produced from 1935 until 1950. © Gregory Tobias/Science History Institute via https://www.sciencehistory.org/
  • 2. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 2 Hoofdstuk 5 Potentiometrie www.metrohm.com Analytische methoden die gebaseerd zijn op potentiaalmetingen = potentiometrische methoden of potentiometrie De potentiaal van een elektrode staat steeds in verhouding tot de standaard waterstofelektrode en wordt bepaald door de activiteit van één of meer van de deeltjes in oplossing waarin de elektrode is ondergedompeld. Elektrodepotentialen kunnen worden gebruikt om concentraties van een analyt te bepalen.
  • 3. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 3 5.1 Potentiaalopbouw in het meetsysteem Het is niet de bedoeling om de spanning van een galvanisch element te kennen, maar wel om de potentiaal (of ΔE) van een meetelektrode van een halfcel te weten te komen. Absolute waarden voor de individuele halfcelpotentialen kunnen niet worden bepaald. Experimenteel kan men enkel celpotentialen vaststellen. De potentiaal van een halfcel is niet meetbaar, maar moet altijd gemeten worden t.o.v. een andere (tweede) halfcel. → Etweede halfcel = gekend of constant Steeds twee elektroden nodig! Silver/silver chloride reference electrode with Double-Junction System via https://www.metrohm.com (6.0726.100) Separate Ag ring electrode This silver electrode has to be used in combination with a reference electrode via https://www.metrohm.com ( 6.0350.100)
  • 4. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 4 5.1 Potentiaalopbouw in het meetsysteem Analytoplossing Referentie-elektrode Metaal indicatorelektrode Zoutbrug Schematische opstelling van een meetsysteem voor een potentiometrische analyse Referentie-elektrode Zoutbrug Analytoplossing Metaal indicatorelektrode│ │ │ De referentie-elektrode is conventioneel de anode Van de referentie-elektrode kent men de elektrodepotentiaal nauwkeurig Aan de indicatorelektrode ontwikkelt zich een potentiaal die afhankelijk is van de activiteit van het analyt. De zoutbrug verhindert dat de compontenten van de analytoplossing mengen met die van de referentie-elektrode. Op elk uiteinde ontwikkelt zich een vloeistofjunctie o.w.v. mobiliteiten van de ionen (< enkele millivolts) Bevat de informatie die we zoeken over de concentratie van het analyt!
  • 5. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 5 5.2 De zoutbrug Zoutbrug = elektrolyt vloeistof waarvan de kationen en anionen meestal vervat zitten in een glazen omhulsel waarbij er aan de uiteinden wordt voorzien dat er geen vloeistofvermenging optreedt, maar waarbij er in geval van kortsluiting toch een mogelijkheid bestaat tot ionentransport doorheen de zoutbrug van de ene halfcel naar de andere. www.mt.com • een zeer kleine opening/gaatje; • een poreus diafragma (bijvoorbeeld gesinterd glas); • een elektrolyt in een gel (met hoge viscositeit) zoals agar Hoe? Opmerking! Aan de juncties (de overgang van de zoutbrug en de vloeistof in de halfcel) kan een transport optreden als gevolg van een spontaan diffusieproces. Er moet voor gezorgd worden dat er evenveel positieve ionen als negatieve ionen per tijdseenheid verplaatst kunnen worden → anders Ej → fouten! Oplossing Ej vermijden door gebruik te maken van elektrolyten waarbij de mobiliteiten van de kationen en anionen zo dicht mogelijk bij elkaar liggen (KCl, NH4Cl, NH4NO3) De onzekerheid op de junctiepotentiaal plaatst sowieso een limiet op de accuraatheid van een potentiometrische analyse!
  • 6. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 6 5.3 De referentie-elektroden 5.3.1 De verzadigde calomelelektrode In het verleden de meest gebruikte referentie-elektrode. Door de aanwezigheid van kwik en dikwik(I)chloride echter quasi volledig uit het aanbod verdwenen. Schematische voorstelling van de calomelreferentie-elektrode. x = molaire concentratie van de kaliumchloride-oplossing. x = 0,1 M, 1 M of 4,6 M (verzadigd) Ecal = 0,2444 V bij 25 °C. Elektrodereactie Potentiaal van de halfcel Enkel in functie van de concentratie aan KCl! cKCl = 0,1 M cKCl = 1 M Het is mogelijk om een onbekende potentiaal voor een willekeurige halfcel te bepalen!
  • 7. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 7 5.3 De referentie-elektroden 5.3.1 De verzadigde calomelelektrode Opmerking Een calomelhalfcel levert niet noodzakelijk een constante Ecal Wanneer stroomdoorgang (moet vermeden worden) kan de halfreactie voor de calomelelektrode optreden zodat [Cl– ] kan stijgen of dalen. [Cl– ] is veranderd en bijgevolg ook Ecal Oplossing Calomelhalfcel verzadigen aan KCl Schematische voorstelling van de verzadigde calomelhalfcel Commerciële uitvoering van de verzadigde calomelelektrode ESCE = 0,242 V bij 25 °C.
  • 8. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 8 5.3 De referentie-elektroden 5.3.1 De verzadigde calomelelektrode https://www.fishersci.com Uit de handel genomen!
  • 9. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 9 5.3 De referentie-elektroden 5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden Het principe is analoog aan de verzadigde calomelelektrode en heeft deze volledig vervangen in het aanbod. Schematische voorstelling van de Ag/AgCl halfcel Elektrodereactie Potentiaal van de halfcel Enkel in functie van de concentratie aan [Cl–]! [Cl–] = 0,1 M Het is mogelijk om een onbekende potentiaal voor een willekeurige halfcel te bepalen!
  • 10. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 10 5.3 De referentie-elektroden 5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden In de praktijk wordt de elektrode vervaardigd d.m.v. een Ag-draad die bedekt wordt met een dun laagje AgCl. Eenvoudige uitvoering van de Ag/AgCl elektrode. Ook hier kan [Cl–] mogelijkerwijze veranderen zodat ook hier meestal gewerkt zal worden met een Ag/AgCl elektrode die verzadigd is aan KCl → EAg/AgCl= + 0,199 V bij 25 °C. “Single Junction Gel Filled Ag/AgCl Reference Electrode” via https://www.edt.co.uk/
  • 11. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 11 5.3 De referentie-elektroden 5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden Silver/silver chloride reference electrode with c(KCl) = 3 mol/L as reference electrolyte via https://www.metrohm.com (6.0733.100)
  • 12. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 12 5.3 De referentie-elektroden 5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden Opmerking Wanneer de referentie-elektrode wordt gedompeld in de meetoplossing, kan er een interferentie optreden aan de junctie van de zoutbrug van de referentie-elektrode tussen het Cl–-ion van de zoutbrug en een ander (te meten) ion van de meetoplossing (bvb Pb2+ of Ag+). Voorbeeld Commerciële uitvoering van de dubbel junctie Ag/AgCl referentie-elektrode. Gebruik maken van een tweede zoutbrug gevuld met bvb NH4NO3.Oplossing Stel dat we de potentiaal willen kennen van een Ag elektrode gedompeld in een Ag+-meetoplossing. Opstelling met een dubbel junctie referentie-elektrode. Stel een galvanisch element op door de combinatie van de meetoplossing als eerste halfcel met de Ag/AgCl referentie-elektrode als tweede halfcel. Dubbel junctie Ag/AgCl referentie-elektrode
  • 13. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 13 5.3 De referentie-elektroden 5.3.2 De zilver/zilverchloride referentie-elektroden Silver/silver chloride reference electrode with Double-Junction System via https://www.metrohm.com (6.0726.100) InLab Reference electrode with ARGENTHAL™ reference system via https://www.mt.com
  • 14. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 14 5.4 Vloeistof-junctiepotentialen 1 M HCl 0,01 M HCl Schematische voorstelling van een vloeistofjunctie om aan te tonen hoe de junctiepotentiaal Ej wordt gegenereerd Een vloeistof-junctiepotentiaal ontwikkelt zich over het grensvlak tussen twee elektrolytoplossingen die verschillende samenstellingen hebben. Voorbeeld Eenvoudige vloeistofjunctie die bestaat uit een oplossing HCl 1 M in contact met een oplossing HCl 0,01 M. Een inerte poreuze barrière voorkom dat de twee oplossingen mengen. Zowel de waterstofionen als de chloride-ionen neigen te diffunderen over deze grens van de meer geconcentreerde oplossing naar de verdunde oplossing → ladingsscheiding Verdunde kant: positief o.w.v. de snellere diffusie van H+ Geconcentreerde kant: een negatieve lading uit de overmaat van trager bewegende Cl– Ontwikkelde lading neigt ernaar om de verschillen in diffusiesnelheden van de twee ionen tegen te werken → evenwichtstoestand Ontwikkeld potentiaalverschil bedraagt enkele honderdsten van een Volt De grootte van Ej verminderen door een zoutbrug te plaatsen tussen de twee oplossingen. De mobiliteiten van de negatieve en de positieve ionen gebruiken in de brug die bijna gelijk zijn en waarvan de concentraties groot zijn. Om deze redenen een verzadigde oplossing KCl gebruiken daar de netto- Ej met een dergelijke zoutbrug enkele millivolts bedraagt.
  • 15. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 15 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden Ideale indicatorelektrode reageert snel en reproduceerbaar op eventuele veranderingen in de concentratie van een analytion (of groep analytionen). Geen enkele indicatorelektrode is absoluut specifiek is, maar er zijn indicatorelektroden beschikbaar die selectief zijn voor een welbepaald ion dat men wenst te analyseren. De meet- of indicatorelektroden kunnen in drie klassen onderverdeeld worden (zowel qua werkingsprincipe, opbouw, omrekening van gemeten potentiaal naar ionconcentratie): • Metaalelektroden (hierbij gaat het om de neiging tot elektronenuitwisseling, er wordt nog onderscheid gemaakt tussen redoxelektroden en “gewone” metaalelektroden).; • Iongevoelige elektroden (ISE) of membraanelektroden (hierbij gaat het om de neiging tot ionenuitwisseling). • Ion-selectieve field effect transistoren
  • 16. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 16 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Elektroden van de eerste soort Een elektrode van de eerste soort = zuivere metaalelektrode die in een onmiddellijk evenwicht staat met de overeenkomstige kationen in de oplossing. Eén enkele reactie! Nernstuitdrukking met Eind = de elektrodepotentiaal van de metaalelektrode en aXn+ (≈ [Xn+]) de activiteit van het ion die ongeveer gelijk is aan de molaire concentratie Vaak wordt de elektrodepotentiaal van de indicatorelektrode in termen van de p-functie van het kation gegeven. Elektrodesystemen van de eerste soort worden niet veel gebruikt voor potentiometrische analyses omwille van verschillende redenen. • Niet heel erg selectief (ook andere kationen kunnen worden gereduceerd); • Sommige metaalelektroden (zink) kunnen enkel in neutraal of basich milieu worden gebruikt; • Sommige metalen worden gemakkelijk geoxideerd; • Geen reproduceerbare resultaten.
  • 17. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 17 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Elektroden van de eerste soort Een plot voor de Ag/Ag+ meetelektrode
  • 18. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 18 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Elektroden van de tweede soort Metalen niet enkel geschikt als indicatorelektroden voor eigen kationen, maar kunnen eveneens reageren op de activiteiten van de anionen die weinig oplosbare neerslagen vormen of stabiele complexen met dergelijke kationen. Voorbeeld De potentiaal van een zilverelektrode zal reproduceerbaar correleren met de activiteit van het chloride-ion in een oplossing die verzadigd is met zilverchloride. Elektrodereactie Nernstuitdrukking De potentiaal van een zilverelektrode evenredig is aan pCl. In een oplossing verzadigd aan zilverchloride, kan een zilverelektrode geschikt zijn als een indicatorelektrode van de tweede soort voor het chloride-ion.
  • 19. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 19 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Elektroden van de tweede soort Een plot voor een elektrode van de tweede soort voor Cl– Het teken van de logaritmische term is tegengesteld aan het teken van de logaritmische term voor een elektrode van de eerste soort
  • 20. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 20 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Inerte metaalelektroden voor redoxsystemen Electrode tip made of Pt wire. This electrode is used as an auxiliary electrode for differential potentiometry via https://www.metrohm.com (6.0301.100) Inerte geleiders zoals platina, goud, palladium of zelfs koolstof reageren op de potentiaal van een redoxsysteem waarmee ze in contact komen. Functioneren enkel als elektronendoorgever aan de componenten in de meetoplossing. Redoxelektroden of ORP-elektroden! Voorbeelden
  • 21. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 21 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.1 Metaalindicatorelektroden Toepassingen: potentiometrische titraties https://www.metrohm.com • Redoxtitratie van KI met KMnO4 m.b.v. een Pt elektrode en Ag/AgCl elektrode; • Neerslagtitratie van een Cl–-oplossing met AgNO3 m.b.v. een Ag elektrode en dubbel junctie Ag/AgCl elektrode
  • 22. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 22 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.2 Membraanelektroden Membraanelektroden zijn fundamenteel verschillend van de metaalelektroden in zowel het ontwerp alsook in het algemeen principe. De meest geschikte methode om de pH in een oplossing te bepalen, houdt de meting in van de potentiaal die zich ontwikkelt over een dun glasmembraan die twee oplossingen met verschillende waterstofionenconcentraties afscheidt. Het fenomeen waarop de meting is gebaseerd, werd reeds voor de eerste maal gerapporteerd in 1906. Membraanelektroden = pIon elektroden (pH, pCa, pPb, pNO3,…) of ionspecifieke elektroden (ISE) Ionspecifieke elektroden (ISE) of beter iongevoelige elektroden
  • 23. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 23 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.2 Membraanelektroden Algemeen principe Een membraanelektrode bevat een iongevoelig element (membraan) dat vast of vloeibaar kan zijn. Op basis van een ionuitwisselingsproces zal in een ideaal geval alleen het beschouwde ion een transport kunnen ondergaan tussen de oplossing en het membraan omdat er een vacante plaats of defect in het rooster van het membraan aanwezig is. Dit proces wordt door diffusie gedreven en is bijgevolg concentratieafhankelijk. Tengevolge hiervan zal er een membraanpotentiaal ontstaan die functie is van de concentratie van het beschouwde ion. De potentiaalmeting moet eveneens uitgevoerd worden in combinatie met een referentie-elektrode. Het proces dat hier zou optreden in geval van kortsluiting en stroomdoorgang is het ionuitwisselingsproces of materietransport. Er is geen sprake van een redoxreactie waardoor er geen opstelling van halfreacties dient te gebeuren en dit bijgevolg ook geen toepassing is van de wet van Nernst.
  • 24. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 24 “pH measurement is often deceptively easy . . . pH measurement can also be exasperatingly difficult.” —George Mattock, 1961, pH measurement and titration; with a chapter by G.R.Taylor. London : Heywood, 1961.
  • 25. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 25 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Schematische voorstelling van een pH-Ion gevoelige elektrode Meest gebruikte iongevoelige elektrode = glaselektrode die selectief zal reageren op H+ zodat de pH kan worden gemeten. De glaselektrode bestaat uit een cilindrische ruimte die gevuld is met een elektrolyt zoals HCl en waarin zich een inwendige referentie bevindt zoals een Ag/AgCl referentie-elektrode. Onderaan de glaselektrode bevindt zich een zeer dun, pH-gevoelig glasmembraan dat aan één kant verzegeld is aan een dikwandig glazen of plastieken buis. De binnenzijde van het glasmembraan staat in contact met de inwendige HCl- oplossing en aan de buitenzijde met de te meten oplossing. Interne referentie- elektrode Dikwandig glas Dunwandig H+-gevoelig glasmembraan
  • 26. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 26 https://www.periodni.com/gallery/glass_electrode.png 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode pH glass electrode for aqueous pH measurements or differential potentiometry in non-aqueous media. This pH electrode has to be used in combination with a reference electrode. via https://www.metrohm.com (6.0150.100)
  • 27. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 27 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Schematische voorstelling van een pH-Ion gevoelige elektrode Externe referentie- elektrode Interne referentie- elektrode Waterige oplossing verzadigd met AgCl & KCl Dikwandig glas Zoutbrugjunctie Dunwandig H+-gevoelig glasmembraan Een gecombineerd glaselektrodesysteem bezit twee referentie-elektroden • externe referentie-elektrode (meestal zilver/zilverchloride) • interne referentie-elektrode. De interne zilver/zilverchloride elektrode wordt gevormd doordat een klein volume HClverdund verzadigd met AgCl vervat zit in de buis. Een zilverdraad in deze oplossing vormt de zilver/zilverchloride referentie-elektrode die verbonden is aan één van de twee uitgangen van een potentiaalmeter. De externe zilver/zilverchloride referentie-elektrode is verbonden aan de andere uitgang van de potentiaalmeter. De interne referentie-elektrode is niet het pH-gevoelig element, maar wel het dunne glasmembraan naar pH-meter Ag(s) │ │AgCl(s)│ Cl– (aq)││ H+ (aq) = a1 Buitenste referentie elektrode H+ (aq) = a2 ,Cl– (aq) AgCl(s) Ag(s) Binnenste referentie elektrode H+ buiten de glaselektrode │ H+ in de glaselektrode Glasmembraan bindt seletief H+
  • 28. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 28 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode De samenstelling en structuur van glasmembranen Zeer veel onderzoek verricht naar de effecten van de samenstelling van glas op de gevoeligheid van membranen aan protonen en andere kationen Verschillende formuleringen worden gebruikt voor de fabricatie van elektroden. De eerste commerciële glaselektroden werden gemaakt uit Corning 15 glass met een samenstelling van ongeveer 22% Na2O, 6% CaO en 72% SiO2 . Dit membraan vertoont een uitstekende specificiteit voor waterstofionen tot een pH~9. Bij hogere pH-waarden echter, zal het glas eveneens reageren op natriumionen en andere enkelwaardig geladen kationen. Er bestaan dan ook andere glasformuleringen die in gebruik zijn waarbij natrium- en calciumionen zijn vervangen door verschillende hoeveelheden barium- en lithiumionen. Deze membranen vertonen een nog betere selectiviteit en levensduur.
  • 29. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 29 Composition of pH-Responsive Glasses G. A. Perley Anal. Chem., 1949, 21 (3), pp 391–394
  • 30. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 30 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode De samenstelling en structuur van glasmembranen Schematische voorstelling van een dwarsdoorsnede voor een silicaatglasstructuur. Een glasmembraan bestaat uit een oneindig driedimensionaal netwerk van SiO4 4− -groepen. Elk siliciumatoom is gebonden aan vier zuurstofatomen en elk zuurstofatoom wordt gedeeld door twee siliciumatomen. Er zijn voldoende kationen aanwezig die de negatieve ladingen van de silicaatgroepen uitbalanceren. Enkelvoudig geladen kationen zoals natrium- en lithiumionen zijn mobiel in het rooster en zijn verantwoordelijk voor de elektrische geleiding in het membraan. Beide membraanoppervlakten moeten gehydrateerd worden vooraleer een glaselelektrode kan gebruikt worden als een pH-elektrode. Niet- hygroscopisch glas vertoont geen pH-functie. Zelfs hygroscopisch glas kan de pH-gevoeligheid verliezen na dehydratatie door het op te slaan in een droogmiddel. Dit effect is reversibel en de pH-gevoeligheid kan worden hersteld door de glaselektrode opnieuw in water te drenken.
  • 31. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 31 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode De samenstelling en structuur van glasmembranen De hydratatie van een pH-gevoelig glasmembraan houdt een ionuitwisselingsreactie in tussen de enkelvoudig geladen kationen in de tussenruimten van het glasrooster en de protonen in de oplossing. Dit proces impliceert exclusief éénwaardige kationen daar drie- en vierwaardige kationen te sterk worden tegengehouden door de silicaatstructuur om uit te wisselen met de ionen in de oplossing. De ionuitwisselingsreactie kan geschreven worden als waarbij de zuurstofatomen die gebonden zijn aan één enkel siliciumatoom worden voorgesteld als de negatief geladen Gl–-gebieden. Schematische voorstelling van het ionuitwisselingsproces aan een membraan/oplossing grensvlak. Protonen wisselen uit met natriumionen in de silicaatstructuur van het glasmembraan. De evenwichtsconstante voor een dergelijk proces is zo groot dat de oppervlakten van een gehydrateerd glasmembraan gewoonlijk volledig bestaat uit kiezelzuur (H+Gl–).
  • 32. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 32 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Elektrische geleiding doorheen de membranen Een glasmembraan moet elektriciteit kunnen geleiden. Geleiding binnen een gehydrateerd glasmembraan = beweging van natrium- en waterstofionen. Natriumionen zijn de ladingsdragers in het droge binnenste van het membraan en de protonen zijn mobiel in de gellaag. Geleiding over de oplossing/gel grensgebieden gebeurt door de reacties De posities van de twee evenwichten worden bepaald door de waterstofionenconcentraties in de oplossingen aan beide kanten van het membraan. Wanneer deze posities verschillen van elkaar, zal het grensvlak waar de grotere dissociatie voorkomt negatief zijn ten opzichte van het andere grensvlak. Het subscript 1 refereert aan het grensvlak tussen het uitwendige van het glas en de analytoplossing Het subscript 2 refereert aan het grensvlak tussen de interne oplossing en het inwendige van het glas Een grenspotentiaal Eb wordt ontwikkeld aan het membraan. De grootte van de grenspotentiaal hangt af van de verhouding van de waterstofionenconcentraties van de twee oplossingen. Dit potentiaalverschil is de analytische parameter in een potentiometrische pH-bepaling!
  • 33. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 33 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Membraanpotentialen Ag(s) │ │AgCl(s)│ Cl– (aq)││ H+ (aq) = a1 Buitenste referentie elektrode H+ (aq) = a2 ,Cl– (aq) AgCl(s) Ag(s) Binnenste referentie elektrode H+ buiten de glaselektrode │ H+ in de glaselektrode Glasmembraan bindt seletief H+ Lijndiagram voor een gecombineerde glasmembraanelektrode met de vier potentialen. Er zijn vier potentialen die zich in een cel ontwikkelen voor de bepaling van de pH. Twee van deze potentialen zijn de referentie-elektrodepotentialen die constant zijn Derde potentiaal is de netto-potentiaal over de zoutbrug die de referentie-elektrode scheidt van de analytoplossing. Vierde potentiaal is de grenspotentiaal Eb die varieert met de pH van de analytoplossing.
  • 34. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 34 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode De grenspotentiaal Bestaat uit E1 en E2 die zich ontwikkelen aan de twee oppervlakken van het glasmembraan. De bron van deze twee potentialen is de lading die zich ontwikkelt als gevolg van de twee reacties De twee reacties zorgen ervoor dat de twee glasoppervlakken negatief geladen zijn ten opzicht van de oplossingen waarin ze zijn ondergedompeld zodat ze aanleiding geven tot de twee potentialen E1 en E2. De posities van de twee evenwichten die de oorzaak zijn dat de twee potentialen zich ontwikkelen, worden bepaald door de waterstofionenconcentraties in de oplossingen aan beide zijden van het membraan. Wanneer deze posities verschillen, zal het oppervlak waar de grootste dissociatie is voorgekomen, negatief zijn te opzichte van het andere oppervlak. Het subscript 1 refereert aan het grensvlak tussen het uitwendige van het glas en de analytoplossing Het subscript 2 refereert aan het grensvlak tussen de interne oplossing en het inwendige van het glas Verschil in lading is Eb gerelateerd aan de activiteiten van de waterstofionen in elk van de oplossingen door een Nernstiaanse vergelijking a1 = activiteit van de analytoplossing a2 = activiteit van de inwendige oplossing De waterstofionenactiviteit van de inwendige oplossing wordt constant gehouden met De grenspotentiaal is een maat voor de waterstofionenactiviteit van de externe oplossing.
  • 35. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 35 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode De potentiaal van de glaselektrode De potentiaal van een glaselektrode Eind heeft drie componenten: • de grenspotentiaal; • de potentiaal van de interne Ag/AgCl referentie-elektrode; • een kleine asymmetrische potentiaal Easy die traag verandert met verloop van de tijd. Isopotentiaalpunt Deze vergelijking heeft een gelijkaardige vorm als de Nernstvergelijking, maar de oorsprong van de potentiaal van de elektroden die ze beschrijven is totaal verschillend.
  • 36. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 36 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Calibratie van een glaselektrode x y O P1(x1,y1) P2(x2,y2) x2 – x1 y2 – y1 Herhaling. Vergelijkingen van een rechte lijn! Helling a Merk op! P(x,y) x – x1 y – y1 of of met
  • 37. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 37 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Calibratie van een glaselektrode Isopotentiaalpunt Wanneer een elektrode wordt gecalibreerd met standaardbuffers, meet men een potentiaal met de elektrode in elke buffer Buffer S1: pHS1 → ES1 Buffer S2: pHS2 → ES2 Vergelijking van een rechte lijn! Meten! Ideale elektrode!
  • 38. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 38 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo! Herinner je dat R = 8,314 J/Kmol, T = 298,15 K, F = 96500 C/mol en ln = 2,303 log zodat Ideale elektrode! Merk op dat L een constante is en wordt bepaald door de aard van de gebruikte referentie-elektroden, maar ook door de asymmetrische potentiaal (Easy). Om die reden wordt de waarde van L vastgelegd door calibratie! De ideale glaselektrode heeft bij 25 °C een gevoeligheid van 59,2 mV/pH. Deze waarde is afhankelijk van de temperatuur zodat de werkelijke gevoeligheid van de elektrode iets kan afwijken. Om die reden wordt de waarde van S vastgelegd door calibratie!
  • 39. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 39 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo! Tweepuntsijking Eerste buffer is meestal een fosfaatbuffer met pH = 7,00 Deze buffer wordt gebruikt om Easy te bepalen of het isopotentiaalpunt.
  • 40. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 40 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Calibratie van een glaselektrode: Toepassing in het labo! Tweepuntsijking De tweede buffer is meestal een buffer met pH = 4,01 Opmerking! Als er basische oplossingen moeten gemeten worden, kiest men een tweede buffer met pH = 10,00.
  • 41. 1 BLT Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen 41 5.5 De meetelektroden of indicatorelektroden 5.5.3 De meting van de pH met een glaselektrode Het eindpunt van een titratie met behulp van een glaselektrode http://www.hannainstruments.be/be-nl/toepassingen- meten-analyseren/item/hi-902c-automatische-titrator.html