Центральной частью стеклянного электрода (рис. 91) является шарик, изготовленный из специального токопроводящего гидратированного стекла. Он заполнен водным раствором HCl с известной концентрацией (0,1 моль/дм3). В этот раствор помещают электрод второго рода – чаще всего хлорсеребряный, выступающий в роли электрода сравнения. При измерениях стеклянный шарик опускают в анализируемый раствор, в котором находится второй электрод сравнения.
Принцип действия электрода основан на том, что в структуре стекла ионы K+, Na+, Li+ заменены на ионы Н+ путем его длительного вымачивания в растворе кислоты. Таким образом стеклянная мембрана может обмениваться своими ионами Н+ с внутренним и внешним растворами (рис. 92). Причем по обе стороны мембраны вследствие этого процесса возникают различные потенциалы.
Рис. 91. Схема стеклянного электрода: 1 – стеклянный шарик (мембрана); 2 – внутренний раствор НС1; 3 – хлорсеребряный электрод; 4 –измеряемый раствор; 5 –металлический проводник
Рис. 92. Стеклянный электрод в растворе с неизвестной концентрацией ионов Н+(а)и схема обмена ионов между двумя фазами (б)
С помощью электродов сравнения, помещенных во внешний и внутренний растворы, измеряют их разность.
Потенциал на внутренней стороне мембраны постоянен, поэтому разность потенциалов стеклянного электрода будет зависеть только от активности ионов водорода в исследуемом растворе.
Общая схема цепи, включающая стеклянный электрод и два электрода сравнения, представлена на рис. 93.
| Внутренний электрод сравнения (хлорсеребряный) Ag½AgCl, HCl | Стеклянная мембрана | Исследуемый раствор | Внешний электрод сравнения (хлорсеребряный) Ag½AgCl, HCl | ||||
| E1 | E2 | ||||||