Buxoro davlat tibbiyot instituti tibbiy kimyo. Biologik kimyo kafedrasi

O`lchovchi va solishtirish elektrodlari
Potensiali eritmadagi ionlar konsentratsiYasiga bog`liq bo`lgan elektrodlar o`lchovchi yoki indikator elekrodlari deyiladi. Ma’lum metall va uning tuzining ma’lum konsentratsiYadagi eritmasidan elektrod Yasalsa (Yarim element), uning potensiali aniq va doimiy qiymatga ega bo‘ladi. Bunday Yarim element potensiali noma’lum bo‘lgan boshqa elektrodlarni taqqoslash uchun standart bo‘lib xizmat qilishi mumkin. Bunday elektrodllar standart yoki solishtirish elektrodlari deyiladi. Ko`pchilik hollarda, standart elektrod potensiali shartli ravishda nol deb qabul qilingan, normal vodorod elektrodi ishlatiladi. Unga boshqa elektrodlarning potensiallari solishtiriladi. Shuningdek, har qanday elektrod, potensialining qiymati aniqlangandan so‘ng, standart elektrod sifatida ishlatilishi mumkin.
Elektrodlar hamma vaqt ham tuz eritmasiga botirilgan metall plastinkadan iborat bo‘lavermaydi. Ba’zan tuz eritmasi o‘rniga tarkibida kerakli tuz bo‘lgan pasta (kalomel elektrod) dan foydalaniladi; metall plastinka vazifasini vodorod yoki kislorod shimdirilgan indifferent metall (oltin, platina)dan Yasalgan plastinka bajaradi (bunday elektrod - gazli elektrod deyiladi) va hokazo.
Bu elektrodlarning hammasi ham plastinka bilan eritma o‘rtasida ionlar almashinuviga asoslangan bo‘lib, kation yoki anionga nisbatan (nima almashinishiga qarab) olinganda qaytar elektrodlar deb yuritiladi. Yuqorida ta`kidlangandek birinchi tur va ikkinchi tur elektrodlar tafovut qilinadi: birinchisi ionlarning bittasiga nisbatan qaytar (masalan, Yakobi—Daniel elementida elektrodlar mis yoki rux kationlariga nisbatan qaytar) elektrodlar, ikkinchisi eritmadagi ikki xil ionlarga nisbatan qaytar elektrodlardir. Masalan, Hg⁺ va C1^- ionlariga nisbatan qaytar kalomel elektrod shular jumlasidandir.
Solishtirish elektrodlari sifatida ko‘pincha normal elektrodlar qo‘llaniladi. Bu tuz eritmasidagi metallga mos keladigan ionlarning aktivligi 1 mol/l ga teng keladigan elektrodlardir.
Normal vodorod elektrodi eritmadagi faqat bir ion -vodorod ioniga nisbatan qaytar bo‘lgani uchun birinchi tur qaytar elektrodlar qatoriga kiradi. Bu elektrodning (6.3-rasm) bir qismi platinalangan plastinkani (Ya’ni metallning vodorod bilan to‘qnashish satxini oshirish maqsadida platina elektrolitik usulda g‘ovak platina pardasi bilan qoplangan) platina sim bilan ulab kavsharlangan bo‘ladi. Idish vodorod ionlarining aktivligi birga teng bo‘lgan kislota eritmasi bilan to‘ldiriladi. Keyin idishning bir tarafidan 1 atm bosim ostida toza vodorod yuboriladi. Gaz yuqoriga ko‘tarilib gaz pufakchasini hosil qiladi va platinaga adsorbilanadi. Platinada H₂ molekulalari qisman vodorod ionlariga dissotsilanadi:
H ₂ 2H⁺ + 2e^-

7.3-rasm. Normal vodorod elektrod
Shuning uchun ham vodorod bilan to‘yingan platina suvdagi eritmaga tushirilganda platinali elektrod emas, balki vodorodli elektrod bo‘ladi. Uning potensiali eritmadagi vodorod ionlarining aktivligiga, gazsimon vodorodning bosimiga va temperaturaga bog‘liq bo‘ladi. aH⁺=1 mol/l va H₂ ning bosimi 1 atm bo‘lganda vodorod elektrodining potensiali shartli ravishda nolga teng deb qabul kilinadi. Vodorod elektrodi ko`pchilik hollarda solishtirish elektrodi sifatida ishlatiladi, ammo uni eritmalar pH ini aniqlashda indikator elektrod sifatida ham qo`llash mumkin. Vodorod elektrodi juda aniq, lekin ish sharoitida juda sezgir bo‘lganligi uchun ko‘pincha boshqa gaz elektrodlardan ham foydalaniladi. Ular qatoriga kislorod va boshqa gaz elektrodlari kiradi, ularning tuzilishi ham vodorod elektrodining tuzilishiga o`hshash.
Kalomel elektrodi ishlash uchun ancha qulay. U metall (simob) ni shu metallning eriydigan tuzi (kalomel) bilan qoplanib, shu anion tutgan biror Yaxshi
eriydigan tuz eritmasiga tushirilgan elektrodlar guruhiga kiradi (6.4-rasm).
Elektrod ishlaganda metall qaytariladi:
ayni vaqtda Hg⁺ ioni kalomelning dissotsilanishidan hosil bo‘ladi
Muximi shuki, elektrodning potensiali bog‘liq bo‘lgan simob ionlarining konsentratsiYasi Cl^- ionining konsentratsiYasi bilan belgilanadi, chunki xloridlar ko‘p mikdorda bo‘lsa, yomon eriydigan tuz Hg₂Cl₂ hosil bo‘lib, cho‘kmaga

7.4-rasm. Kalomel elektrodi

tushadi. Cl^- ionlarining asosiy massasi esa KCl ning dissotsilanishidan hosil bo‘ladi. Shuning uchun kalomel elektrodining potensiali

tenglamasi bilan aniqlanadi, Ya’ni eritmadagi xlor ionlarining aktivligiga bog‘liq bo‘ladi. Shu munosabat bilan kalomel elektrodi bir qaraganda simob elektrodi emas, balki xlor simob elektrodidir. Bu elektrod ham kation va anionga nisbatan qaytar bo‘lgani uchun ikkinchi tur elektrodlar guruhiga kiradi. KCl eritmasining konsentratsiYasi qanchalik yuqori bo‘lsa, kalomel shunchalik yomon dissotsilanadi va potensial kam bo‘ladi: KCl ning 0,1 N eritmasida potensial 337 mv, 1N KCl eritmasida —282 mv, KCl ning to‘yingan eritmasida esa 246 mv. Bu potensiallar 25°Cda hosil bo‘ladi. Temperatura pasaytirilganda ular birmuncha yuqori bo‘ladi, KCl ning to‘yingan eritmasidan elektrod tayyorlash oson bo‘lgani va uzoq saqlangani uchun odatda shundan foydalaniladi.
So‘ngi vaqtlarda kalomel elektrodida zaharli simob ishlatilgani uchun, unung qo`llanishi chegaralangan bo`lib, o`quv ishlarida ishlash prinsipi o‘xshash bolgan xlor-kumush, yod-kumush va boshqa elektrodlar ham tobora keng qo‘llanilmoqda.

7.5-rasm. Xlor-kumush elektrodi

Xlor-kumush elektrod AgCl tuzi bilan qoplangan va KCl eritmasiga botirilgan kumush simdan tashkil topgan. Xlor-kumush elektrodining potensiali 25°C da 222 mv ga teng. Kalomel va xlor-kumushli elektrodlar ikkinchi tur elektrodlar qatoriga kiradi.
Oksidlanish-qaytarilish va ionalmashtiruvchi elektrodlar o`lchovchi (indikator) elektrodlari qatoriga kiradi. Oksidlanish-qaytarilish elektrodlari elektron o`tkazish hususuYatiga ega bo`lgan inert metallni bir moddaning ikki hil oksidlanish darajasini tutgan eritmasiga botirilganda hosil bo`ladi. Inert metall sifatida asosan platina yoki oltin olinadi. Bu elektrodlarning potensiali moddaning oksidlangan va qaytarilgan shakllarining konsentratsiYasiga bog`liq bo`ladi. Oksidlanish-qaytarilish jarayonida vodorod ionlari ham ishtirok etsa, masalan hingidron elektrodida, bu elektrodni pH ni potensiometrik usul bilan o`lchashda ishlatsa bo`ladi.
Ionalmashuvchi elektrodlar ionit va eritmadan iborat bo`ladi. Fazalar chegarasida ionit va eritma o`rtasida ion almshinish garayoni hisobiga potensial hosil bo`ladi. Bu elektrodlar qatorida shisha elektrod eng asosiysidir. Uning potensiali qalinligi juda yupqa (0,06-0,1 mm) maxsus shisha membrana va konsentratsiYasi doimiy bo`lgan xlorid kislota eritmasining chegarasida hosil bo`ladi. Shisha membrana ikki taraflama H<sup>+</sup> ionlarini tutgan eritmalar bilan to`qnashib, ion almashinuvida ishtirok etadi. Potensial qiymati eritmadagi vodorod va shisha tarkibidagi natriy ionlarining aktiv konsentratsiYasiga bog`liqdir.



7.6-rasm. Shisha elektrodlar
Shisha elektrod eritmalarning pH ini va ishqoriy metallarning aktiv konsentratsiYasini aniqlashda ishlatiladi. Shisha elektrodining ishlash nazariYasi shundan iboratki, shisha yuzasidagi natriy ionlari kristall panjaradagi silikat ionlaridan ajrab eritmaga o`tadi va ularning o`rnini eritmadagi vodorod ionlari egallaydi. Shishaning yuzasi vodorod elktrodining hossalariga ega bo`lib qoladi.