ELECTRODE SPECIFIQUE IONIQUE A FLUORURE
Objectifs du TP
Etudier la linéarité de la réponse d’une électrode à cristal spécifique aux ions fluorure et sa sélectivité. Application à la mesure de la teneur en ions fluorure dans une pâte à dentifrice, dans des pastilles fluorées et dans l’eau d’alimentation du réseau. On utilisera en particulier la technique dite « des ajouts dosés ».

Rappels de théorie
Réponse théorique d'une électrode spécifique ionique (ESI) La mesure d'ions en solution, par le biais d'électrodes spécifiques ioniques (ESI), s'appuie sur l'équation (1) de Nicolsky-Eisenman :

U = U° + ∆jm = U° +

zi   2.3 ⋅ RT z pot log a i + ∑ K i, j ⋅ a j j  (1)   zi ⋅ F i≠ j  

Equation dans laquelle : (cf. schéma du montage page suivante): • U exprimée selon l’équation (2) est la différence de potentiel (ddp) mesurée référence Référence U = U cell = Φ + − Φ − = E interne ESI − E externe + ∆ j + ∆jm = U° + ∆jm

(2)

• U° inclut les potentiels des électrodes de référence (celle interne à l’ESI et celle externe choisie par l’expérimentateur) ainsi que ∆j (potentiel de jonction entre la référence externe et l’analyte), dont la valeur est constante. La chute ohmique dans le circuit de mesure est considérée comme négligeable. • ∆jm est aussi un potentiel de jonction, c’est-à-dire une différence de potentiel électrique due à la membrane ou cristal actif de ESI. C’est cette valeur de ∆jm qui varie en fonction de la composition de l’analyte, selon l’équation de Nicolsky-Eisenman (1). • zi et zj sont les charges respectives des ions i (celui pour lequel l'électrode est spécifique) et j (ion interférent), • ai et aj sont, les activités respectives de l'ion spécifique et de l'ion interférent,
Rappel : l’activité d’une espèce soluté est définie selon : ai = γi.Ci/Cref . L’activité est une grandeur adimensionnelle avec : Cref = 1 mol/L et γi=coefficient d’activité. En solution très diluée γi≈1 ; la solution est dite idéale et la valeur de ai est