7.2.13 Stanovení pH roztoku z elektromotorického napětí článku

Koncentrace vodíkových iontů ve vodném roztoku kyseliny sírové byla stanovena pomocí chinhydronové elektrody, spojené solným můstkem s nasycenou kalomelovou elektrodou. Při teplotě 40 °C bylo naměřeno elektromotorické napětí 0,296 V. Určete pH měřeného roztoku.

Výsledek

pH = 2,72

Řešení

Chinhydron je ekvimolární směs chinonu a hydrochinonu; chinon je nenasycený diketon, který se v přítomnosti vodíkových iontů redukuje na hydrochinon (1,4-dihydroxybenzen):

displaymath

Obě formy (oxidovaná i redukovaná) jsou prakticky nerozpustné ve vodě. Abychom mohli určit polaritu článku, vyhledáme v tabulkách redukční potenciály obou elektrod:

displaymath

Protože standardní redukční potenciál chinhydronové elektrody je vyšší než redukční potenciál nasycené kalomelové elektrody, bude v uvažovaném článku na chinhydronové elektrodě probíhat redukce. Tato elektroda je tedy kladná (vpravo) a kalomelová elektroda záporná (vlevo) a oba prostory jsou spojeny kapalinovým můstkem:

displaymath

fig/el3.gif

Nernstova rovnice (7.19) pro pravou (kladnou elektrodu) má tvar (aktivity tuhých látek jsou jednotkové):

displaymath

Pro levou (zápornou elektrodu) platí EL = Ekalom.nasyc. Elektromotorické napětí článku je dáno vztahem (7.14)

displaymath

z něhož vyjádříme pH roztoku, tj. pH = log aH+

displaymath