仪分实验讲义(电分析)学分制应化专业

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1、实验一自来水中含氟量的测定一、实验目的1.了解离子选择性电极的结构与性能2.掌握氟离子选择性电极测定氟的原理及测试方法。二、基本原理所谓选择性电极，就是该电极具有选择性地对某一离子敏感的特性，可利用此性质测定该离子的含量，其它离子不干扰测定或影响极小。因为氟离子是电荷的传导者，所以由氟化镧单晶组成的氟离子选择性电极的敏感膜对氟离子具有高选择性。氟化镧电极的电位与溶液中氟离子的活度aF-符号能斯特方程式：EF-=k-2.303RT/F×lgaF-式中k为常数,R为气体常数,T为测定时的绝对温度,F为法拉第常数(96487库).用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(参此电极)组成测量电池则

2、电池电动势为E电池=ESCE-EF-=-EF-+E液接+E不对称令K=k+E液接+E不对称E电池=K+2.303RT/F×lgaF-因此,通过测量该电池电动势,可直接求出试液中氟离子的活度.如要测定氟离子的浓度,需要考虑离子强度的影响,如果控制一定离子强度,可使离子活度系数(γ)维持不变,则有E电池=K-2.303RT/FlgγCF-=K-2.303RT/FlgCF-由此通过测量电池的电极电位可直接求氟离子浓度。采用工作曲线法测定氟离子浓度，就是配制一系列已知浓度的标准氟离子溶液，分别测定其电动势，以电动势对氟离子浓度的对数值作图，可得一直线（工作曲线）。再在相同条件下测定自来水水

3、样中氟电极电位，由工作曲线的拟合表达式可直接计算出水样中氟离子的浓度。酸度对氟电极有影响，氟化镧电极适于在pH5-6间使用，为此，需用缓冲溶液调节pH值。有些阳离子（如Al3+,Fe3+等）可用氟离子生成稳定的络合物而干扰测定、为消除这种干扰，加入络合剂柠檬酸钾等来消除这些阳离子的干扰。使用总离子强度调节缓冲液（TISAB）既能控制溶液的离子强度，又可控制溶液的PH值，还可消除Al3+、Fe3+等金属离子的干扰。三、仪器和试剂1.PXS—215型离子活度计2.氟离子选择性电极、饱和甘汞电极。3.磁力搅拌器4.TISAB溶液称取58gNaCl,12g柠檬酸钠,分别溶解后转入1000m

4、l容量瓶中,再加入57ml冰醋酸,加水至800ml，然后用NaOH溶液在pH计上调节pH到5.0-5.5左右。调好后，稀释至刻度，摇匀备用。5.0.1000mol/lNaF标准溶液准确称取分析纯NaF1.0500g，在小烧杯中溶解后转入250ml容量瓶中，稀释至刻度。6.系列标准NaF溶液的配制取5个50ml容量瓶，分别加入10mTISAB溶液，移取5ml0.1mol/LNaF标准溶液到第一容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。再从第一个容量瓶中移取5ml溶液到第二个容量瓶中……,用此法配制含氟10-210-310-410-510-6mol/L的NaF系列标准溶液.另取一50ml容量瓶，加入

5、10mlTISAB，加待测的25ml自来水，用蒸馏水定容至刻度，摇匀。四、实验步骤1.将饱和甘汞电极接“mV”，氟电极插入电极插口，仪器打开预热。2.将旋钮旋至“mV”档3.将电极插入盛有蒸馏水的小烧杯中，开动搅拌器，清洗电极至电位大于300mV以上。用滤纸吸去挂在电极上的水滴。4.将NaF标准等列溶液依次倒在100ml小烧杯中（测量时浓度从小到大，电极清洗洗，但每次用滤纸吸去电极上的水滴）。加入搅拌子，放在磁力搅拌器上，插入电极，在电磁搅拌下读取平衡电位值，搅拌速度宜适中恒定。5.用蒸馏水再次将电极洗至空白电位值，用滤纸吸干电极上的水滴，在磁力搅拌情况下测定水样的电位值，记录平衡

6、电位值。五、数据处理1.记录编号NO123456CF-（mol/l）10-610-510-410-310-2水样lgCF-E(mV)以E对lgcF-作图，得到标准工作曲线，由工作曲线可以直接查出水样中氟离子浓度的对数值。可转化为浓度表示。思考题1.氟化镧电极为什么能选择性测定氟?2.TISAB溶液的作用是什么?3.酸度对测定有何影响?实验二线性扫描伏安法与循环伏安法一．实验目的1.了解线性扫描伏安法和循环伏安法的特点和基本原理2.掌握线性扫描伏安法的定量分析方法3.了解循环伏安法在研究电极机理方面的应用二．基本原理1.线性扫描伏安法线性扫描伏安法是在电极上施加一个线性变化的电压，即

7、电极电位是随外加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。记录的电流随电极电位变化的曲线称为线性扫描伏安图。可逆电极反应的峰电流可由下式表示：ip=2.69×105n3/2ADo1/2V1/2Co*(1)式中n为电子交换数，A为电极有效面积，Do为反应物的扩散系数，v为电位扫描速度，Co*为反应物（氧化态）的本体浓度。也可以简化为（A不变时）ip=kv1/2Co*(2)即峰电流与扫描速度的1/2次方成正比，与反应物的本体浓度成正比。这就是线性扫描伏安法定量分析的依据