《仪器分析》直接电位法一（1课时）.doc

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1、武汉软件工程职业学院教案（附页）章节名称装订线第四篇电化学分析技术授课安排授课时数1授课时间授课方法讲授授课教具教学目的1、掌握直接电位法2、熟悉pH测量教学重点直接电位法原理及方法教学难点直接电位法原理及方法项目二十七利用电参量与浓度关系的直接分析法1.直接电位法基本原理将金属浸入该金属离子的水溶液中，则在金属和水溶液之间产生电极电势：式中，为Mn+的活度,当浓度很小时，活度系数，则：测电极的电位时，实际上是测相应原电池的电动势，即两电极电位之差。当用上述电极作为指示电极时，还需一电位恒定的参比电极与待测溶液组成工作电池：M

2、Mn+()┊┊参比电极因为当温度一定时，和都是常

3、数，故根据测得的电动势E，可求得离子的活度。（第页）武汉软件工程职业学院教案（附页）式中，为参比电极电位。二、测定离子活度的定量方法装订线由于离子选择性电极反映的是离子活度，但日常工作中需要测定浓度，为此，要求标准溶液的离子强度与试液的离子强度相同，这样就可以用浓度代替活度进行计算。具体方法有两个。1、固定离子溶液的本底。将标准溶液配制成与试液的本底相同。例如测定海水中的，在配制K+离子标准溶液时，先用人工合成与海水相似的溶液，然后加入标准钾盐物质。2、加入离子强度调节剂。为了使试液和标准溶液总离子强度一致，可在标准和试液中同时加入离子强度调节剂（ISAB），或总离子强度缓冲

4、溶液（TISAB）。例如氟离子选择性电极测定氟，使用总离子强度缓冲溶液，其溶液的组成为：1.0mol/LNaCl，0.25mol/LHAc，0.75mol/LNaAc，0.001mol/L柠檬酸钠，使总离子强度等于1.75，pH＝5.0。柠檬酸钠还可以消除Fe3+、Al3+的干扰。6.离子选择性电极的主要性能指标(1)Nernst响应、线性范围及检测下限Nernst响应：电极电位随离子活度变化的特征叫做响应,当这种响应符合Nernst方程时，则称之Nernst响应。只有在合适的浓度范围内，下列方程式才成立：以上是用离子选择性电极测定离子活度的基本条件。合适的活度（第页）武汉软

5、件工程职业学院教案（附页）(或浓度)范围一般靠实验来确定。线性范围(linearrange)装订线以对E作图，得如图，图中所示曲线的直线部分(AB段)对应的活度(或浓度，下同)范围。图25-9离子选择性电极校正曲线（3）响应时间(respondencetime)又称响应速度(respondencerate)：指离子选择性电极浸在溶液中达到电极电位稳定所需的时间。离子选择性电极的响应时间越短，则响应速度越快。一般离子选择性电极的响应速度一般较快，但对同一电极来说，被测离子浓度越小，响应速度越慢；浓度越大，响应速度越快。此外，离子选择性电极还有有效的pH范围、使用温度和使用寿命等

6、性能指标。溶液pH的测定：应用最早也是最广泛的电位测定法是测定溶液的pH值，特别是20世纪60年代以来，由于离子选择性电极的迅速发展，使电位测定法的应用及重要性有了新的突破。现以电位法测定pH值为例，说明电位测定法的原理。以pH玻璃膜（第页）武汉软件工程职业学院教案（附页）电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，使用酸度计测量电池的电动势，可以直接读出溶液的pH值。方法简便准确，精度可达0.01pH。装订线当用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极（简写作SCE）为参比电极时，组成下列原电池：Ag｜AgCl，0.1mol/LHCl｜玻璃膜｜试液‖KCl溶液（饱和），Hg2Cl2

7、｜｜Hg在此原电池中，玻璃电极为负极，饱和甘汞电极为正极，所以该电池的电动势E电池为E池=φ甘汞-（K’-0.0592pH试）E池=K＂+0.0592pH试所以电池电动势与溶液pH有线性关系。在实际工作中要注意二电极的清洁绝缘，要注意二电极内不得有气泡。为了防止甘汞电极内的KCl溶液弄脏毒化，可以打开上方的胶帽，让KCl溶液向试液微微渗透，而试液不至于向甘汞电极渗透。当KCl溶液毒化或干涸时，要及时更换或加满KCl溶液。甘汞电极不用时，要盖好上、下胶帽。测定pH值时，需要使用标准缓冲溶液校正仪器（定位），以消除不对称电位等因素的影响。常用的标准缓冲溶液有三种：邻苯二甲酸氢钾溶

8、液（0.05mol/L），25℃时，pH＝4.01；硼砂溶液（0.01mol/L），25℃时，pH＝9.18；磷酸二氢钾（0.025mol/L）+磷酸氢二钠（0.025mol/L）溶液，25℃时，pH＝6.18；上述三种标准缓冲溶液的pH值不同温度下有所不同，具体数值见实验。使用时应遵循下列原则：使用与被测溶液pH（第页）武汉软件工程职业学院教案（附页）值相近的标准缓冲溶液校正仪器，以降低测量误差，提高分析准确度。酸度计的操作方法、测定pH值时的技能、pH玻璃电极的使用注意事项等详见实验部分。pH玻璃电