第四章仪器分析电位分析法ppt课件.ppt

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1、第四章电位分析法第一节电分析化学法概要一、定义：利用物质的电学及电化学性质来进行分析的方法称为电分析化学法.二、分类第一类：通过试液的浓度在某一特定实验条件下与化学电池中某些物理量的关系来进行分析.a.电极电位——电位分析b.电阻——电导分析；c.电量——库仑分析；d.电流—电压曲线——伏安分析.第二类：根据电物理量的突变作为滴定分析终点的指示，又称为电容量分析法.a.电位滴定；b.电流滴定；c.电导滴定；第三类：将试液中某一待测组分通过电极反应转化为固相（金属或氧化物），由电量与电极上析出物质的质量关系进行分析。该法称为

2、电重量分析法，或电解分析法。Mn++ne-→M→称量（电量—质量）特点：该法灵敏度和准确度都很高，分析浓度范围宽，易于实现自动化和连续分析。应用：应用于电化学基础理论、有机化学、药物化学、生物化学、临床化学、环境生态等领域。三、电位分析法的特点1、所需仪器设备价格较低廉，携带较方便、操作较简单；2、测量速度较快，对于一般分析，可在几分钟内完成；3、测量过程不会沾污溶液，可以在化学反应体系里直接进行测定；4、离子选择性电极的选择性好，一般不需要进行预分离；5、可以用于深色、浑浊、不透明溶液组分的分析测定；6、输出信号是电位差

3、，适于连续测定，自动记录和遥测；7、测量范围宽，直接电位法适于微量元素的测定，相对检出限一般为10-8mol/L或更低，电位滴定法适于常量及高含量元素的测定。四、应用由于上述特点，电位分析法以获得较广泛的应用。例如，应用直接电位法测定溶液的pH值，测定工业废水中的F-、Cl-、CN-、NO3-和S2-等。直接电位法也是测定平衡常数的有力手段之一。电位滴定法可用于所有类型的滴定反应。第二节电位分析法原理一、定义：在零电流条件下测定两电极间的电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析测定，它包括电位测定法和电位滴定法。通常，溶液

4、的pH值就是应用直接电位法测量的。由于离子选择性电极的广泛应用，运用直接电位法可测定近30种离子的浓度。二、电位测定法，直接电位法，离子选择性电极法依据：电极电位E与溶液中对应离子活度符合Nernst关系反应：OX＋ne-↔RedE=EθOX/Red＋RT/nF·lnaOX/aRed对于金属电极，还原态是纯金属，活度定为1，则：E=EθMn+/M＋RT/nF·lnaMn+由此可知，测定了电极电位，就可确定离子的活度，这就是电位分析法的依据。直接电位法是利用专用指示电极将被测物质的活度（或浓度）转变为电极电位值加以测定，然后

5、根据Nernst方程式，从电位直接算出该物质的含量.三、电位滴定电位滴定法是利用电极电位的变化来确定终点的容量分析法。在滴定分析中，滴定到计量点附近，将发生浓度突变（滴定突变），如果在滴定容器内浸入一对适当电极，在计量点附近可观察到电位突变，可依此确定终点，这就是电位滴定法原理.第三节电位法测定溶液的pH一、方法装置图1.系统fig4-1（注意二电极）要件：a.指示电极—玻璃电极b.参比电极—SCE电极、Ag/AgCl电极等2.玻璃电极fig4-2(内参比电极、内参比溶液、膜)二、电动势产生1.膜电位；当玻璃电极浸入被测溶

6、液时，玻璃膜处于内部溶液和待测溶液之间，跨越玻璃膜产生一电位差∆EM，它与氢离子活度之间的关系符合Nernst公式.2.电动势a.当用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极时，组成一原电池；b.用标准溶液校正（定位）浓度直读法的操作程序：首先调节pH计的“温度补偿”，使温度刻度指示室温温度，以补偿温度对2.303RT/F的影响；其次，进行“定位”校准，即将玻璃电极与甘汞电极插入pH标准溶液中，调节定位旋钮，使pH计读数为pHs，以校准公式2-8中的常数项-K’；最后再测定未知溶液，直接在pH计上读出pHx。当下述电池中

7、的溶液是pH等于4.00的缓冲溶液时,在298K时用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V:玻璃电极│H+(a=x)‖饱和甘汞电极当缓冲溶液由三种未知溶液代替时,毫伏计读数如下:(a)0.312V;(b)0.088V;(c)-0.017V.试计算每种未知溶液的pH.解:根据公式:pH=4.00+(0.312-0.209)/0.059=5.75同理:(b)pH=1.95(c)pH=0.17V三、玻璃电极（一）玻璃电极的结构它主要有三部分组成，（1）一个玻璃薄膜泡，（2）具有一定pH的内充液及（3）一个银-氯化银内参比电极。

8、对于玻璃电极最重要的是玻璃膜，它是由一种对H+有响应性的特殊成分的玻璃构成：Na2O22％CaO6％SiO272％玻璃泡中装有pH一定的溶液（内参比溶液，0.1mol·l-1盐酸），其中插入一根银-氯化银电极作为内参比电极。（二）玻璃膜电位产生的机理硅酸钠盐玻璃的晶格结构系由硅氧键及带负电荷的晶格氧离子