CHIMIE

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Principe de la pH-métrie
Une électrode de verre et une électrode de référence sont
plongées dans la solution à étudier ; un millivoltmètre électronique
à haute impédance mesure la f.é.m. de la pile ainsi
constituée.
1.1 L’électrode de verre
L’électrode de verre est constituée par une sphère en verre
de faible épaisseur ; le verre est principalement constitué
de silice SiO 2 , d’oxyde de calcium CaO et d’oxyde de
sodium Na 2O .
Lorsque l’on plonge une électrode de verre dans de l’eau,
un équilibre faisant intervenir les ions sodium s’établit :
Na + (verre) d Na + (eau) + ■(verre)
où ■(verre) représente une lacune dans le verre.
Lorsqu’une électrode de verre remplie d’un liquide à pH 0
plonge dans une solution de pH = pH x , les lacunes ■(verre)
situées sur les parois internes et externes de l’électrode se
peuplent partiellement en ions hydronium H 3O + (doc. 1).
milieu de pHx pHx < pH0 [H3O + ] x > [H3O + ] 0
milieu de
pH 0
Si pH x ≠ pH 0 , il apparaît une différence de potentiel U,
telle que :
U = a(pH x – pH 0)
L’électrode de référence interne de l’électrode de verre
(AgCl / Ag) (doc. 2) prend un potentiel E, de la forme :
E = b + a(pH x – pH 0)
ion H 3O + dans
une lacune
Doc. 1 Fixation des ions hydronium dans les lacunes
de l’électrode de verre.
soit : E = B + a . pH x
Le potentiel de l’électrode de verre est une fonction
affine du pH de la solution dans laquelle elle plonge.
pH-métrie
corps
blindage
élément de
référence interne
1.2 La sonde de pH
Annexe 4
AgCl
liquide de
remplissage
partie active
On appelle sonde de pH, l’ensemble formé par une électrode
de verre et une électrode de référence.
L’électrode de référence peut être une électrode au calomel,
une électrode au chlorure d’argent ou une électrode
au sulfate de mercure (I) (cf. Annexe 3). L’électrode de
verre et l’électrode de référence peuvent être séparées ou
combinées (doc. 3).
liquide de remplissage
(tampon pH = 7)
Ag
Doc. 2 Schéma d’une électrode de verre.
solution saturée
de KCl + AgCl
électrode de référence
AgCl/Ag
corps
cristaux de KCl en excès
orifice de remplissage
bouchon
élément de référence
interne
pastille poreuse
partie active
Doc. 3 Sonde de pH à électrodes combinées.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un
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