ЭДС цепи со стеклянным электродом

[RobertLi]

Доброго дня химикам! У меня в процессе изучения курса электрохимии в медицинском университете возникли вопросы, ответить на которые самостоятельно я так и не смог — и потому надеюсь на помощьь компетентных пользователей этого форума. :-)

 

 

1. Известно что ионитовое стекло стеклянного электрода не пропускает ионы водорода насквозь, а лишь обменивает поверхностные катионы на ионы водорода раствора. Тогда каким образом в гальванической цепи, в которой одна фаза является не пропускающим заряды изолятором (стекло), вообще возникает ЭДС? Она же разомкнута.

 

2. Стеклянный электрод обменивает часть своих катионов на ионы водорода из раствора. Как при этом возникает разность потенциалов между поверхностями ионитового стекла, если в изначально лишенном потенциала стекле положительные частицы с одним плюсом обменивались на другие с тем же самым единственным плюсом?

 

Буду особенно благодарен за ответ на пальцах в стиле "вот этот заряд пошел сюда, этот туда, в итоге стрелка прибора отклонилась".

[Ума Палата]

1) ток переносят другие, более крупные катионы (Na, K), обычно входящие в состав стекла и фонового электролита

2) обмен или замещение происходят не в пропорции 1:1 ( по зарядам( то есть нет электронейтральности)). Устанавливается некое динамическое равновесие с вакантными местами (или наоборот с избытком сорбированных ионов), которому отвечает константа ионного обмена.

По моим представлениям где-то так ☺ 

[RobertLi]

2) обмен или замещение происходят не в пропорции 1:1 

 

Это звучит правдоподобно и разумно и обхясняет появление разности потенциалов на электроде. Спасибо.

 

1) ток переносят другие, более крупные катионы (Na, K), обычно входящие в состав стекла

 

Каким образом они его переносят? Проходят насквозь?

Изменено 21 Декабря, 2015 в 21:08 пользователем RobertLi

[chemister2010]

Вроде на википедии неплохо написано: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4

[RobertLi]

Вроде на википедии неплохо написано: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4

В статье нет внятного ответа на вопрос, как именно получается ЭДС несмотря на наличие изолятора в цепи: речь в основном идёт о зависимости ЭДС от свойств стекла, pH и тому подобное. Либо я был очень невнимателен и пропустил этот момент. Не покажете?

Изменено 22 Декабря, 2015 в 19:29 пользователем RobertLi

[chemister2010]

Этот момент можно найти тут: http://www.chem21.info/info/353165/ .

[Ума Палата]

Привет!

Да, катионы мигрируют через стекло от поверхности мембраны с более высоким потенциалом к поверхности с потенциалом ниже.

По поводу ионного обмена в источнике Камман К. Работа с ионселективными электродами приводиться следующий механизм. 

Обмен ионов Na⁺ на Н⁺ . Образующиеся силанольные группы диссоциируют ^═SiOH ↔ ^═SiO^- + Н⁺