Cтраница 2
Безводный фтористый водород для веществ, диссоциирующих при растворении, является не таким хорошим растворителем, как вода; поэтому потенциал выделения фтора во фтористом водороде как растворителе должен быть ниже 2 85 в. Приводятся значения от 0 5 до 3 0 в. Кроме того, указанная ранее величина 2 85 в является значением потенциала обратимого электрода при стандартных термодинамических условиях. Это, очевидно, не имеет места в электрохимическом процессе, так как образующийся фтор сразу же вступает в реакцию, что приводит к уменьшению его концентрации и, следовательно, к дальнейшему снижению потенциала. Поэтому механизм процесса с участием свободного фтора нельзя отвергнуть на том единственном основании, что применяемое напряжение слишком мало для выделения фтора. [16]
Потенциометрическое титрование основано на скачкообразном изменении вблизи эквивалентной точки концентрации титруемого вещества при добавлении к нему небольшого количества титранта. В основе этого титрования лежит линейная зависимость электродного потенциала от логарифма активности ионов или логарифма отношения активности ионов окислителя к активности ионов восстановителя в титруемой системе. Если применяемый при титровании электрод обратим по отношению к ионам титруемого или титрующего вещества, то изменение потенциала такого электрода будет указывать на изменение концентрации ионов в растворе. Зависимость потенциала обратимого электрода от активности ионов выражается уравнением ( XIV. Всякому резкому изменению концентрации или активности ионов при титровании отвечает скачкообразное изменение потенциала электрода, обратимого по отношению к ионам титруемого вещества или титранта. Полученная кривая называется потенциометрической кривой. Точка эквивалентности соответствует точке перегиба кривой. [17]
Метод полярографии теоретически обоснован работами акад. Преимуществами ртутного капельного электрода являются идеально чистая, постоянно возобновляющаяся поверхность капающей ртути, идеальная воспроизводимость получаемых кривых и возможность достигнуть значительного перенапряжения водорода на поверхности ртути. Перенапряжение водорода наблюдается в том случае, когда потенциал обратимого электрода отличается от теоретически вычисленной величины. Величина перенапряжения зависит от плотности поляризующего тока. Механизм наблюдаемых процессов связан с разряжением на ртутном катоде способных восстанавливаться ионов, вследствие чего через раствор начинает проходить ток. Выделяющийся при этом на границе с каплей ртути металл сейчас же растворяется в ртути, образуя амальгаму этого металла, и раствор около ртутного катода быстро обедняется ионами металла, вследствие чего возникает концентрационная поляризация и новые количества ионов диффундируют к поверхности ртутного электрода. Концентрация ионов у поверхности капли ртути уменьшается практически до нуля, а концентрация ионов в глубине раствора остается постоянной. Так как диффузия пропорциональна разности концентраций, то устанавливается предельный ток, величина которого больше не увеличивается с возрастанием потенциала. Высота каждой волны представляет разность между предельным и остаточным током и прямо пропорциональна концентрации восстанавливающихся ионов. [18]
При помощи электронного прибора быстро линейно меняют по времени накладываемый потенциал и осуществляют осциллографическую запись силы тока. В этом случае сила тока определяется нестационарной диффузией ионов в растворе или атомов в амальгаме; в случае замедленно идущих процессов сила тока может определяться и кинетикой разряда ионов. Обычно при измерениях применяют синхронизирующее устройство, позволяющее делать измерения при вполне определенной величине капли. Этим устраняется влияние изменения ее размеров. Кроме полярографического метода, в современных исследованиях применяют хронопотенциометрический метод. В простейшем виде этот метод выражается в определении изменения потенциала обратимого электрода от равновесного при однократном пропускании постоянного тока в течение короткого промежутка времени. При достаточно большой концентрации раствора обеднение его не достигает значительного размера. Применение высоких плотностей тока при отсутствии концентрационной поляризации в растворе позволяет выяснить, сопровождается ли процесс замедленным разрядом или имеются другие возможные затруднения электродного акта. Через определенный промежуток времени направление тока меняют на обратное, и тогда можно проследить изменение потенциала при анодном процессе. Метод ступенчатого изменения потенциала используют для получения информации при быстрых электродных процессах, где фарадеевский ток затухает достаточно быстро, так что по окончании заряжания двойного слоя кривая зависимости тока от времени еще не стремится к выравниванию. На практике фарадеевский ток ограничен конечной величиной даже при почти идеальной ступеньке потенциала, что происходит по кинетическим причинам. [19]