E=E0 при aox = ared = 1, причем имеется в виду гипотетический стандартный 1 М
раствор, в котором коэффициент активности каждого растворенного вещества
равен 1, а чистые вещества находятся в наиболее устойчивом
физическом состоянии при данной температуре и нормальном атмосферном давлении.
Подставляя T=298,15 и числовые значения констант в уравнение, получаем для 25 °C
| 
| (2)
| Однако потенциал отдельного электрода экспериментально определить невозможно. Относительные значения
электродного потенциала находят, комбинируя данный электрод со стандартным водородным электродом, который
является общепринятым международным стандартом. Потенциал водородного электрода принят равным нулю при
всех температурах, поэтому потенциал данного электрода - это, в сущности, ЭДС элемента, состоящего из данного
и стандартного водородного электрода.
Конструктивно стандартный водородный электрод представляет собой платинированную платиновую пластинку,
омываемую газообразным водородом при давлении 1,013.105 Па (1 атм) и погруженную в раствор кислоты с
активностью ионов H+, равной единице. При работе водородного электрода протекает реакция
H2(г) = 2H+ + 2e-
В практической работе вместо хрупкого и нередко капризного водородного электрода применяют специальные,
более удобные в работе стабильные электроды сравнения, потенциал которых по отношению к стандартному
водородному электроду точно известен.
Уравнение (2) можно переписать
| 
| (3)
| где
 Величину E0' называют формальным потенциалом. Как видно, формальный
потенциал характеризует систему, в которой концентрации (а не активности)
всех участников равны 1,0 моль/л. Формальный потенциал включает в себя коэффициенты активности,
т.е. зависит от ионной силы раствора. Если коэффициент активности равен 1, то E0'=E0, т.е. формальный
потенциал совпадает со стандартным. Точность такого приближения для многих расчетов оказывается достаточной.
Природа возникновения потенциала различна. Можно выделить следующие три основные классы потенциалов,
которые не исчерпывают, конечно, всего многообразия. Это:
1. Электродные потенциалы.
2. Редокс-потенциалы.
3. Мембранные потенциалы.
Хотя под термином "электродный потенциал" нередко имеют в виду любой потенциал, независимо от механизма
его возникновения, в более узком понимании - это потенциал непосредственно связанный с материалом электрода.
Например, цинковый электрод:
Zn2+ + 2e- = Zn
 Активность свободного металла принимается равной
единице. Электродные потенциалы отличаются от
редокс-потенциалов, для которых материал электрода не имеет значения, так как они химически инертны по
отношению ко всем веществам в растворе, и от мембранных, для которых разность потенциалов на мембране
измеряется с помощью пары других (в принципе, возможно, одинаковых) электродов.
Потенциометрические методы анализа известны с конца прошлого века, когда Нернст вывел (1889) известное
уравнение (1), а Беренд сообщил (1883) о первом потенциометрическом титровании. Интенсивное развитие
потенциометрии в последние годы связано, главным образом, с появлением разнообразных типов ионоселективных
электродов, позволяющих проводить прямые определения концентрации многих ионов в растворе, и успехами в
конструировании и массовом выпуске приборов для потенциометрических измерений.
Потенциометрические методы анализа подразделяют на прямую потенциометрию (ионометрию)
и потенциометрическое титрование. Методы прямой потенциометрии основаны на прямом применении
уравнения Нернста (1) для нахождения активности или концентрации участника электродной реакции
по экспериментально измеренной ЭДС цепи или потенциалу соответствующего электрода.
При потенциометрическом титровании точку эквивалентности определяют по резкому изменению (скачку)
потенциала вблизи точки эквивалентности.
Хроматографии 101 год. Она признана одним из самых выдающихся открытий XX века. Газовой хроматографии 56 лет. Она быстро прошла путь от простых газоаналитических приборов до интеллектуальных микропроцессорных аналитических комплексов. Уже в 1970 г. в СССР более 50% газовых анализов выполнялось хроматографическими методами и они давали около 90% аналитической информации.
Газовая хроматография стала наиболее информативным методом промышленного анализа. Промышленный (автоматический) газохроматографический контроль технологических процессов в химической, нефтехимической, металлургической, атомной и других отраслях промышленности необходим для эффективного управления быстродействующими крупнотоннажными химико-технологическими процессами по составу контролируемых газовых потоков.
Периодический лабораторный газохроматографический контроль состава технологических потоков во многих случаях уже не обеспечивает технологический персонал достоверной информацией о контролируемых процессах. Это приводит к снижению качества продуктов, увеличению выбросов и сбросов, повышению стоимости продукции.
Основные требования к контролю состава технологических газовых потоков – это получение правильной информации о составе контролируемых газовых смесей и динамике его изменения. Поэтому анализ должен производиться с частотой, превышающей частоту изменения контролируемого параметра.
Основные проблемы создания промышленных хроматографов для технологического контроля связаны с разработкой специализируемых для каждого объекта коррозионно-стойких и надежных в эксплуатации узлов газовой схемы, систем пробоотбора и пробоподготовки, кранов – дозаторов и переключателей газовых потоков, стабильных во времени хроматографических колонок, универсальных и селективных детекторов с широким линейным диапазоном и требуемой чувствительностью.
Современный газохроматографический контроль технологических процессов должен быть промышленным, автоматическим, основанным на использовании специализированных аналитических комплексов.
Специализированные промышленные газохроматографические комплексы должны градуироваться и проверяться динамическими методами в условиях, соответствующих рабочим.
В приборах была применена хроматографическая система типа «электронный нос». Принцип действия ее, как и биологической системы обоняния, основан на сорбции микроколичеств анализируемых веществ из контролируемого воздуха, разделении (идентификации) сконцентрированных примесей и детектировании (индикации) их в потоке того же контролируемого воздуха, когда концентрация превышает нижний предел обнаружения (порог чувствительности) системы. Разработанный метод назван непрерывным хроматографическим методом (НХМ), поскольку непрерывна одна из основных его операций-пробоотбор.
Основные проблемы создания хроматографов для непрерывного промышленного эколого-аналитического контроля примесей загрязняющих веществ (ЗВ) в воздухе рабочих зон, жилых зон, а также выбросных технологических газов связаны с обеспечением представительного пробоотбора, высокочувствительного анализа отобранных проб, а также в метрологическом обеспечении хроматографов в комплекте с пробоотборными устройствами в условиях, соответствующих рабочим.
Для этих целей разработаны методы и средства непрерывного сорбционного пробоотбора, конструкции специализированных промышленных газовых хроматографов, а также стабильные источники микропотоков газов и паров СИМГП «Микрогаз» и динамические установки для приготовления поверочных газовых смесей (ПГС) «Микрогаз-Ф», с помощью которых реализуется метрологическое обеспечение измерений (МО) в условиях, соответствующих рабочим.
Для объектов со случайным характером проявления и изменения концентрации ЗВ в контролируемых газовых потоках и зонах необходимы НСП, НХМ и МО, реализованном в хроматографах «ТОКСИГАЗ» и установках «Микрогаз-Ф».
В практическом руководстве обсуждаются методология и практическое использование газовой хроматографии в анализе загрязненного воздуха (атмосферный воздух, промвыбросы, воздух рабочей зоны и промплощадок заводов, воздух жилых помещений и административных зданий, выдыхаемый воздух). Подробно обсуждаются все этапы аналитической процедуры (отбор проб, пробоподготовка, хроматографирование, детектирование, приготовление стандартных смесей веществ, идентификация, количественный анализ и метрологическая оценка). Приводятся рутинные и стандартные (эталонные) методики определения приоритетных загрязнений в воздухе. Для химиков-аналитиков, специалистов СЭС и других специализированных лабораторий, а также студентов химических вузов.
| 
