《电位分析》PPT课件

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1、第十章电位分析法Chapter10Potentiometry§10-1基本原理一、定义电位分析法指在零电流条件下，利用电极电位和溶液中某种离子的活度或浓度之间的关系来测定待测物含量的方法，包括直接电位法和电位滴定法。电位滴定法直接电位法2.电位滴定法(potentiometrictitration)：借助滴定过程中电池电动势的突变来确定滴定终点，根据滴定剂的体积和浓度来求得待测物质的含量，所得是某种参与滴定反应物质的总浓度。1.直接电位法(directpotentiometry)：将电极插入被测液中，根据测得的电池电动势与被测溶液中待测物质某种型体的平衡浓度的关系

2、直接求出待测物质含量的方法。二、电位分析的理论依据理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间的定量关系）。对于氧化还原体系：Ox+ne-⇌Red三、实验中电极性质和名称1.指示电极和工作电极在零电流条件下，能反映溶液中待测离子的活度或浓度的电极，在测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极称为指示电极。例：电位分析中的离子选择性电极在测试过程中，有较大电流通过，溶液的主体浓度发生显著变化的电极称为工作电极。例：电解分析和库仑分析中所用的Pt电极2.参比电极在测量过程中，具有已知、恒定电位的电极称为参比电极。如甘汞电极，其电极电位取决于内充液中氯离子活度，使用不

3、同浓度的KCl溶液可得到电极电位不同的甘汞电极。3.辅助电极或对电极辅助电极与工作电极构成电池，形成通路，提供电子传递的场所。当通过电流很小时，一般由工作电极和参比电极组成电池，当通过电流很大时，需采用辅助电极、工作电极和参比电极构成三电极系统来测量。4.极化电极和去极化电极在电解过程中，插入试液的电极的电位完全随外加电压的变化而变化，或当电极的电位改变很大而电流改变很小时，这一类电极称为极化电极。如：普通极谱法中的滴汞电极。当电极电位不随外加电压的变化而变化，或电极电位改变很小而电流改变很大时，这类电极称为去极化电极。如：电位分析中用的饱和甘汞电极和离子选择性电

4、极。四、电位分析法的特点1.在零电流状态下，两个电极都是去极化电极；在电极电位的测量过程中，选用的测量方法要保证指示电极电位恒定，即保持零电流状态，否则电极表面发生电极反应，电极表面的化学组成发生变化，使所测离子的浓度不准确。方法：利用电位计，采用对消法测电池电动势。为何不用一般的伏特计？2.测量时，应不断搅拌待测溶液。为了使电极表面物质组成与电解溶液本体浓度一致。方法：采用磁力搅拌器，在测量时，将磁搅拌子放在电解溶液中搅拌。§10-2离子选择性电极及膜电位1.ISE的定义英文名称：IonSelectiveElectrode，ISE，能选择性地对溶液中某一离子产生

5、Nernst响应，并由敏感膜构成的一类电极。无论那一种离子选择性电极都具有一个敏感膜，又称膜电极。膜电极是通过电极上的敏感膜对各种离子有选择性的响应，从而作为指示电极，可用来指示溶液中相应离子的活度。一、离子选择性电极的概念及分类敏感膜是一种能分开两种电解质溶液，并对溶液中某种物质有选择性响应的薄膜，它能形成膜电位，ISE被认为是一种电化学传感器，是电位分析中应用最广泛的指示电极。2.ISE与金属基电极作指示电极的区别金属电极是以金属为基体，由于电子的转移或传递而产生电极电位的，即电极上发生氧化还原反应—电极上有电子的得失与转移；离子选择性电极是以敏感膜为基体，选

6、择性地让一些离子渗透，同时包含着离子的交换过程。因此，离子选择性电极电位是由离子的交换和扩散作用产生的。3.ISE的分类4.ISE的结构内参比电极│内参比溶液│膜⑴电极架：由高分子聚合材料或玻璃制成的。⑵内参比溶液：0.1mol/L左右的强电解质溶液或与其氯化物组成的混合液。如：pH玻璃电极，0.1mol/LHClF-ISE，0.1mol/LNaF和0.1mol/LNaCl/KCl⑶内参比电极：Ag/AgCl或其它相应的银盐溶液，其电极电位取决于内充液中的Cl-的活度。⑷电极膜：待测离子难溶盐单晶或混合物制成，膜质量的好坏，决定ISE的选择性，膜外为含被测离子的溶

7、液。如F-ISE，LaF3单晶切片掺入少量的EuF2，以增强导电性。二、玻璃电极玻璃电极属于非晶体的固定基体离子选择性电极，是最早出现的膜电极，它的核心部分是玻璃膜。1.玻璃电极结构主要部分是玻璃泡。泡的下半部分由三种组分烧制而成：72%SiO2基体22%Na2O、Li2O6%CaO内充液：0.1MHCl2.膜电位玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸泡。当玻璃膜浸泡在水中时，由于硅氧结构与氢离子的键合强度远大于其与钠离子的强度，因此发生离子交换反应：生成三层结构，即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层。H++Na+Gl-⇌Na+＋H+Gl-溶液玻璃溶液玻璃,水化胶层SiO

8、3-H++