В аналитической химии потенциометрическое титрование — это метод, аналогичный прямому титрованию окислительно -восстановительной реакции. Это полезный способ характеристики кислоты . Индикатор не используется; вместо этого электрический потенциал измеряется на аналите , обычно растворе электролита . Для этого используются два электрода : индикаторный электрод (стеклянный электрод и индикаторный электрод с ионами металла) и электрод сравнения . Обычно используемыми электродами сравнения являются водородные электроды, каломельные электроды и электроды из хлорида серебра . Индикаторный электрод образует электрохимическую полуячейку с интересующими ионами в исследуемом растворе. Электрод сравнения образует другую полуячейку.
Общий электрический потенциал рассчитывается как
E sol — это падение потенциала над тестируемым раствором между двумя электродами. E cell регистрируется с интервалами по мере добавления титранта. Можно построить график зависимости потенциала от добавленного объема, а конечная точка реакции находится на полпути между скачком напряжения. E cell зависит от концентрации заинтересованных ионов, с которыми контактирует индикаторный электрод. Например, реакция электрода может быть
При изменении концентрации M n + соответственно изменяется и ячейка E. Таким образом, потенциометрическое титрование включает измерение ячейки E с добавлением титранта. Типы потенциометрического титрования включают кислотно-основное титрование (общая щелочность и общая кислотность), окислительно-восстановительное титрование (HI/HY и церат), титрование осаждением (галогениды) и комплексонометрическое титрование (свободная ЭДТА и Antical #5).
Первое потенциометрическое титрование было проведено в 1893 году Робертом Берендом в Институте Оствальда в Лейпциге. Он титровал раствор ртути хлоридом калия , бромидом калия и йодидом калия . Он использовал ртутный электрод вместе с электродом сравнения ртуть/ нитрат ртути . Он обнаружил, что в ячейке, состоящей из нитрата ртути и нитрата ртути/ртути, начальное напряжение равно 0. Если к нитрату ртути с одной стороны добавить хлорид калия, хлорид ртути (I) осаждается. Это снижает осмотическое давление ионов ртути (I) с другой стороны и создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов медленно увеличивается по мере добавления дополнительного хлорида калия, но затем увеличивается быстрее. Он обнаружил, что наибольшая разность потенциалов достигается после осаждения всего нитрата ртути. Это использовалось для определения конечных точек титрования. [1]
Затем Вильгельм Бёттгер разработал инструмент потенциометрического титрования, работая в Институте Оствальда. [2] Он использовал потенциометрическое титрование для наблюдения за различиями в титровании между сильными и слабыми кислотами, а также поведением многоосновных кислот. Он ввел идею использования потенциометрического титрования для кислот и оснований, которые нельзя было титровать в сочетании с колориметрическим индикатором [1]
Потенциометрическое титрование впервые использовал для окислительно-восстановительного титрования Кротогино. Он титровал галогенид-ионы перманганатом калия, используя блестящий платиновый электрод и каломельный электрод . Он сказал, что если к восстанавливающему раствору добавить окислитель, то равновесие между восстанавливающим веществом и продуктом реакции сместится в сторону продукта реакции. Это изменяет потенциал очень медленно, пока количество восстанавливающего вещества не станет очень маленьким. Большое изменение потенциала произойдет тогда, как только будет добавлено небольшое количество титрующего раствора, так как конечные количества восстанавливающего вещества удаляются, и потенциал соответствует исключительно окислителю. Это большое увеличение разности потенциалов означает конечную точку реакции. [1]
