第十章电位分析法ppt课件.ppt

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1、§10—1概述一、电分析化学方法分类：根据电化学原理和物质的电化学性质而建立起来的一类分析方法，又称为电化学分析法。●电分析化学法：●电分析方法特点：1)分析检测限低；4)多数情况可以得到化合物的活度而不只是浓度；3)产生电信号，可直接测定。仪器简单、便宜；2)元素形态分析：如Ce(III)及Ce(IV)分析；如：在生理学研究中，Ca2+或K+的活度大小比其浓度大小更有意义。5)可得到许多有用的信息。如：界面电荷转移的化学计量学和速率；传质速率；吸附或化学吸附特性；化学反应的速率常数和平衡常数测定等。

2、据测量的电学量的不同分类。●分类：电导分析法电位分析法电解分析法库仑分析法伏安和极谱分析法电导法电导滴定法电位法电位滴定法电重量法电解分离法恒电流库仑法恒电位库仑法二、电极的分类：金属与该金属离子溶液组成。金属及其难溶盐所组成。金属与具有共同阴离子的两种难溶盐组成。以惰性金属材料制成。具有敏感膜且能产生膜电位的电极体系，又称离子选择性电极。零类电极：第一类电极：第二类电极：第三类电极：膜电极：如铂电极。Pt如银电极。Ag—AgNO3如甘汞电极。Hg-Hg2Cl2如银钙电极。Ag/Ag2C2O4CaC2

3、O4如玻璃电极三、使用中的电极：在使用期间，有较大电流通过，主体浓度发生显著变化的体系所相应的电极，称为工作电极。指示电极：在测量期间，溶液主体浓度不发生任何可觉察变化的体系所相应的电极，称为指示电极。指示电极的电位随溶液活度的变化而变化。在测量过程中，其电位基本不变的电极，称为参比电极。参比电极：工作电极：●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）。●将指示电极和参比电极同时浸入试液，组成电池，在通过电路的电流为零的条件下，测量指示电极的平衡电位，从能斯特方程式求待测离子浓度的方

4、法，称电位分析法。四、电位分析法：●现代电位分析中，常用膜电极作指示电极。§10—2膜电位的产生一、膜电位：含有带电粒子的两个相相接触，若带电粒子在两相中的分布不均匀，就会出现正负电荷分离的情况，从而在界面上就有电位差，这一电位差称为膜电位。●膜电位：离子、电子、双极分子等二、膜电位产生的模型：<一>扩散电位：●C1＞C2：产生浓差扩散●H＋迁移较Cl－快：造成溶液界面上的电荷分布不匀●C1负电荷多而C2正电荷多：在相界面产生电位差●电位差的产生，使离子的扩散速度减慢，最后达到平衡，使两相界面之间有稳

5、定的界面电位互相接触的两相的浓度不同而引起离子的浓差扩散，由于各种离子的迁移速度不同，而使接触界面上产生的电位。扩散电位：①当正、负离子的迁移数相等时，扩散电位等于零；②扩散电位可以出现在液体、固体界面上；③扩散电位不具备强制性和选择性；④扩散电位是膜电位的组成部，它存在于膜相内部。<二>道南电位：●C1＞C2：产生浓差扩散●仅允许少量的K＋通过，而不允许Cl-通过。●渗透膜：它至少能阻止一种离子从一个液相扩散到另一个液相。●K＋从C1进入C2，于是造成两相界面电荷分布不均匀，产生双电层结构而存在电位

6、差。①道南电位具有强制性和选择性；用渗透膜分开的两相的浓度不同而引起离子的浓差扩散，由于各种离子的通过渗透膜的情况不同，而使接触界面上产生的电位。道南电位：②道南电位是膜电位的组成部分，它存在于膜与溶液两相界面上。§10—3离子选择性电极的作用原理一、电极构造：二、作用原理：1.产生原理：●在膜相内部与内、外两个膜表面的界面上产生一个大小相等、方向相反的扩散电位，相互抵消；●在敏感膜与溶液两相间的界面上产生一个道南电位；而电极本身在敏感膜与内参比溶液间存在一个道南电位。由于内参比溶液和溶液的浓度不同，

7、所以这两个道南电位不相等。2.膜电位的计量关系：●设敏感膜对阳离子MZ＋有选择性响应，电位从敏感膜到溶液的方向是正方向，据能斯特方程，则有：aM为液相中MZ＋的活度为膜相中MZ＋的活度●敏感膜内、外表面的性质可以看成是相同的，则有：则膜电位为：●固定的电极，其内参比溶液浓度是固定的，即aM(内)为常数，所以有：膜电位与溶液中的MZ＋离子的活度之间符合能斯特公式。3.离子选择性电极电位及测量：●离子选择性电极的电位应该是内参比电极的电位与膜电位之和：●对于阴离子，有：●将选择性电极与外参比电极——饱和甘

8、汞电极组成电池，在接近零电流条件下，测量电池电动势。以饱和甘汞电极SCE的电位为零，则测得的电池电动势即为离子选择性电极的电位。§10—4离子选择性电极的类型及性能参数一、电极类型：●分类原则：根据敏感膜的性质、材料、形式不同进行分类。●分类：电极名称敏感膜组成响应离子电极举例玻璃电极特定配方的玻璃氢、锂、钠、钾、银等离子PH电极晶体电极难溶盐的晶体组成难溶盐的离子氟电极液膜电极浸有活性物质的惰性微孔支持体能与活性物质起反应的离子钙电极气敏电极微多孔性气