* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

147 ГАЗОВАЯ ЦЕПЬ 148 Г А З О В А Я Ц Е П Ь , аппарат для электро­ метрического измерения концентрации во­ дородных ионов. Газовая цепь основана на предложенной Нернстом (Nernst) теории гальванического элемента и представляет частный случай т. н. «концентрационных це­ пей». — П р и н ц и п концентрацион­ н о й ц е п и . При погрундании твердого тела в воду его молекулы растворяются до тех пор, пока не получится насыщенный рас­ твор. В последнем осмотическое давление растворенных молекул в точности уравно­ вешивает стремление твердого тела пере­ ходить в раствор, его «упругость раство­ рения». Раствор, имеющий ббльшую кон­ центрацию, является пересыщенным, и рас­ творенные молекулы осаждаются из него на поверхность твердого тела. Металлы отли­ чаются той особенностью, что их атомы пе­ реходят в раствор в виде положительно заряяданных ионов, оставляя на поверхности металла отрицательный заряд. Возникшая вследствие этого между металлом (металли­ ческим электродом) и раствором значитель­ ная разность потенциалов быстро останав­ ливает дальнейшее растворение ионов ме­ талла и является единственным признаком их частичного, ничтожно малого растворе­ ния. Чем ббльшую величину имеет эта, так назыв. «электролитическая упругость растворения», тем сильнее электрич. заряд, тем выше электрический потенциал, приоб­ ретаемый металлом в растворе. Он имеет наименьшую величину у благородных метал­ лов и быстро возрастает в ряду Вольта. Если вводить в раствор возрастающие количества какой-либо соли данного металла, то осмоти­ ческое давление его ионов будет ослаблять стремление металлических катионов пере­ ходить в раствор, а следовательно, будет уменьшать и электрический потенциал, приобретаемый металлическим электродом. Когда концентрация металлических катио­ нов в точности уравновесит электролити­ ческую упругость растворения металла, последний оказывается совершенно лишен­ ным заряда. При еще большей концентра­ ции растворенные металлические ионы на­ чинают осаждаться на электроде, сообщая ему положительный заряд. Согласно Нернсту, электродный потенциал равняется — In —, где Л—газовая константа, Т—абп с 7 О газовой гангрене, газовой флегмоне и бронзовойро>ке[« X I V Съезд российских хирургов (1916)», М.,1927 ]; К а г а н Ц. С . и П е т р о в Н . & Н . , К учению о газовой инфекции( Ibid.); Н a b е г 1 a n d Н. F . , Die anaerobeWundinfektion, Stuttgart, 1921; T h i e s A . , Tiber zwei Hauptformen der Gasinfektion. Beitrage z. ktinischen Chirurgie. B . C I X , 1918. H . Теребингкий. Е = ДТГп - - RTln с, г - = RTln с, 2 с -& с, (1). V/. солютнаятемпература,п—валентность и с— концентрация металлических ионов, С— константа, характеризующая упругость рас­ творения данного металла, In—пор дель­ ный логарифм. Если в качестве второго электрода взять тот н;е металл в раство­ ре соли другой концентрации и установить жидкий контакт меяеду обоими раствора­ ми и металлическое соединение между обои­ ми электродами, то в таком случае полу­ чится концентрационный элемент, или кон­ центрационная цепь. Ее ЭДС (электродви­ жущая сила) равняется разности потен­ циалов обоих электродов: Она легко моя{ет быть вычислена, если из­ вестны концентрации е и с обоих раство­ ров; обратно, измеряя ЭДС и зная концен­ трацию данного иона в одном растворе, можно вычислить его концентрацию в лю­ бом другом растворе. В этом и заключается принцип применения концентрационных це­ пей для электрометрич. измерения ионной концентрации исследуемого раствора. В о д о р о д н ы й э л е к т р о д . Необхо­ димым условием для подобного применения концентрационной цепи является наличие соответствующего так наз. обратимого элек­ трода, состоящего из того же материала, что и исследуемый ион, и находящегося в рав­ новесии с его водным раствором, Это усло­ вие непосредственно осуществимо лишь для немногих ионов. Для ряда других к нему удается приблизиться путем применения нек-рых искусственных приемов. Они осно­ ваны на том обстоятельстве, что вещества, имеющие высокую упругость растворения, в смеси с благородными, электролитически мало активными металлами дают такой нее электродный потенциал, как и в чистом виде. Пользуясь этим важным свойством, в последние годы удалось разработать эле­ ктрометрический метод измерения концен­ трации щелочных и щелочно-земельных ка­ тионов. Приготовить электроды из этих ме­ таллов невозможно в виду крайней их не­ стойкости по отношению к воде. Однако, в соединении со ртутью, в виде амальгам они дают соответствующие концентрацион­ ные цепи и позволяют определить ионную концентрацию таких катионов, как Na, К и Са, для измерения к-рых до наст, времени не существовало точного метода. Несмотря на значительные экспериментальные труд­ ности этого метода, его применение откры­ вает интересные перспективы для биол. ис­ следований. Тот же принцип был еще рань­ ше применен для электрометрического из­ мерения концентрации водородных ионов. Задачу приготовления водородного электро­ да удается разрешить благодаря тому, что платина, адсорбировавшая водород на своей поверхности, ведет себя, как водород­ ный электрод, обладающий металлической электропроводностью. Поэтому платину (или другой благородный металл, напр., палладий), покрытую платиновой чернью для усиления адсорпции, помещают в во­ дородную атмосферу. Погружая два таких электрода в два раствора, содержащие раз­ личные концентрации Н-ионов, получают «водородную цепь», ЭДС к-рой зависит от концентрации водородных ионов в обоих растворах (вернее, от их соотношения). Роль электрода играет в данном случае, в сущности, соответствующий газ, почему та­ кая концентрационная цепь и называется «газовой цепью». Возможны различные га­ зовые цепи. Однако, большое практиче­ ское значение приобрела среди них только водородная цепь, представляющая основ­ ной и наиболее точный метод измерения концентрации водородных ионов, а следова­ тельно, и реакции исследуемого раствора (см. Активная реакция и водородные ионы).