《电位分析导论》PPT课件.ppt

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1、仪器分析InstrumentalAnalysis刘静第六章电位分析法Potentiometryanalysis6h指示电极的电极电位与响应离子活度之间的关系，可用Nernst方程表示，利用此关系建立了一类通过测量由参比电极、指示电极、试液组成的原电池的电动势来确定被测离子浓度的分析方法。电化学分析的重要分支定义6.1电位分析法概论电位分析是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差（电池电动势）所进行分析测定。E池=E指–E参+E液接电位液体接界电位——在两种不同电解质或不同浓度的溶液接触界面上，要发生离子迁移，存在着微小的电位差(液接电位)<0.03v，无法计算液接电位产生原因：各种离子具有不同

2、的迁移速率而引起液接电位的产生++++----0.1mol/LHCl1mol/LHCl----++++0.1mol/LHCl0.1mol/LKCl物质相同，浓度不同浓度相同，物质不同一、液接电位与盐桥举例：液接电位是难以计算和测量的。因此应该消除它。消除办法：两个溶液之间设置盐桥，以消除或降低液接电位影响电池电动势测量饱和KCl+3%琼脂Cl-浓度大K+（1）盐桥作用接通电路，消除或减小液接电位。（2）盐桥组成饱和KCl+3%琼脂。要求：1.要保持盐桥内离子浓度的离子强度5～10倍于被测溶液电解质2.正负离子的迁移速率应基本相等。常用作盐桥的电解质有:KCl,NH4Cl,KNO3等。装置：参比

3、电极、指示电极、待测试液、电位差计与被测物无关的，电极电位值恒定的，提供测量电位参考的电极电极电位随被测溶液离子活度变化的电极当测定时:参比电极的电极电位保持不变；指示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变；而电池电动势随指示电极的电极电位而变。indicatorelectrodereferenceelectrode记住待测试液二、电位分析基本装置电极种类指示电极(IndicatorElectrode)：对平衡体系测量中主体浓度不发生任何可觉察变化的体系工作电极（WorkingElectrode）：有较大电流通过，主体浓度发生明显改变的共同点：反映离子浓度，发生电化学反应或产生响应激发讯号参比

4、电极(ReferenceElectrode):测量过程，电极电位基本保持不变辅助（对）电极（CounterElectrode）：提供电子传递，与工作电极组成电池，形成通路。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）。指示电极：对于氧化还原体系：Ox+ne-=Red对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）三、电位分析的理论基础测量信号是在零电流条件下测定原电池电动势。M把被测离子活度通过毫伏电位计（电动势）读出，由能斯特方程，就可求出金属离子活度。离子强度小时，离子浓度值近似等于活度电位分析法基本原理直接电位法：适用于微量组分测定电位滴定法：适用于常量组分测定直接电位法：通过测

5、量电池电动势直接求出待测物质含量的方法电位滴定法：通过滴定过程中电池电动势的突变来确定滴定终点从而求出待测物质的含量四、电位分析法分类4）易实现连续分析和自动分析。2）分析速度快，操作简便；1）选择性好；3）灵敏度高，测量范围宽；五、电位分析法特点1.定义——电极电位随被测物活度变化的电极2.分类按电极表面有无电子转移分为两大类金属基指示电极:在电极表面发生电子转移而产生电位。可分四类离子选择电极：由于离子交换和扩散产生的电极7.2指示电极的分类Indicatingelectrode(一)、以金属为基体，基于电子交换反应的电极(1)第一类电极(2)第二类电极(4)零类电极(3)第三类电极由金属

6、和该金属离子的溶液组成体系M/Mn+活拨金属电极第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。电极反应：Mn++ne-=M特点：电极上有电子交换反应25℃MMn+取决于该金属离子活度1．第一类电极由金属与该金属离子的难溶盐及相应的阴离子溶液组成的电极例如：银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了：银-氯化银电极电极反应：AgCl+e-≒Ag+Cl-半电池符号：AgCl，Ag/Cl-Ag+由溶液中Cl-活度和Ksp确定取决于该金属离子活度2．第二类电极例如：电极Ag,Ag(CN)2-/CN-电极反应：Ag(CN)2-+e-≒Ag+2CN-半电池符号：Ag(CN)2-/AgAg,Ag

7、(CN)2-Ag+由溶液中CN-活度和Ag(CN)2-确定由金属与两种具有相同阴离子的难溶盐或难解离的配离子，再与含有第二种难溶盐阳离子组成电极体系。例如：汞-草酸亚汞-草酸钙-钙离子电极Hg︱Hg2C2O4，CaC2O4，Ca2+存在如下平衡：Hg2C2O4≒Hg22++C2O42-Hg22++2e-=2HgCa2++C2O42-=CaC2O4三式相加Hg2C2O4+Ca2++2e-=2Hg+C