仪器分析 (第三版 魏培海)第四章 电位分析法

“十二五”职业教育国家规划教材仪器分析(第三版)，魏培海、曹国庆编著，第四章电位分析，“十二五”职业教育国家规划教材电位分析：，分析电极电位与溶液中待测物质离子活性(或浓度)关系的电化学分析方法。测量酸碱度，了解目标，掌握电位分析的基本原理，了解方法的特点和应用；了解膜电极的分类方法，掌握常用电极的结构和特点。掌握电位分析的测量原理和分析方法；掌握电位分析仪的结构和性能指标，并能根据电极的选择性系数计算出干扰离子引起的误差。能够设计潜在分析的实验方案并选择合适的分析条件；实际样品可用电位法分析，以获得准确的结果。教学内容，第一节电位分析的基本原理，第二节离子选择电极，第三节直接电位法，第四节电位滴定法，第五节仪器结构和原理，第一节电位分析的基本原理，第一节电位分析的理论基础，第二节参比电极和指示电极的分类和特点，第三节电位分析的理论基础，第一节对于氧化还原体系：Ox ne-=红色，金属电极，还原态是金属，活性设置为1，然后：电极电位通过适当的手段确定，离子的活性或浓度可以用上述关系式计算。对于参比电极和指示电极，应在零电流条件下通过测量两个电极之间的电位差(电池电动势)进行电位分析。e单元格=e-e-，1。参比电极，参比电极：独立于待测物质，电位已知且稳定，为测量电位提供参考。普通参比电极：甘汞电极和氯化银电极。(1)甘汞电极，半电池成分：Hg，Hg2Cl2(固体)|KCl(溶液)，电极反应：Hg2Cl2 2e=2Hg 2Cl-，电极电位(25)，甘汞电极结构图，(2)氯化银电极，半电池成分：银，氯化银(固体)KCl，电极反应：氯化银e=氯化银-，电极电位(25)，氯化银电极结构图，2。指示电极，第一类电极-金属-金属离子电极；第二类电极金属-金属不溶性盐电极；零电极-惰性电极/氧化还原对：离子选择电极。指示电极：电极电位随测量溶液的浓度而变化，并与溶液中相关离子的浓度符合能斯特方程关系：离子选择电极仅对溶液中的特定离子有选择性响应，电极电位与特定离子活性的关系符合能斯特方程关系：待测离子为阳离子：待测离子为阴离子：-，。潜力分析的分类和特点，1。分类，直接电位分析：通过测量指示电极的电位，根据待测离子的电位和活性之间的定量关系进行定量分析。电位滴定分析：滴定分析过程中，通过测量电极电位突变来确定滴定的等效点。(1)仪器设备简单，易于操作，适合现场操作；(2)选择性好，测定简单快速；(3)样品用量少；(4)自动化程度高；(5)精度差。特性，第2节离子选择电极，1。离子选择电极的基本结构2。离子选择电极3的电极电位。离子选择电极1的性能。离子选择电极的基本结构。ISE也被称为膜电极。定义：对溶液中特定离子只有选择性响应的电极膜电极的关键：敏感元件(选择性膜)敏感元件：膜电位如单晶、混合晶体、液膜、功能膜和生物膜；电位差是由于膜内外测量的离子活性的差异而产生的。外参比电极被测溶液(ai未知)内填充溶液(ai确定)内参比电极(敏感膜考虑到共存离子产生的电势，膜电位的一般公式为：讨论，KijVs，可以认为溶液的体积基本不变。浓度增量为：c=csvs/v0，工作电池电动势再次测量为E2:21；21规则：例如，用标准加入法测定325时溶液中Cu2离子的浓度。在100毫升铜盐溶液和1毫升硝酸铜溶液中加入0.1毫升/升硝酸铜溶液后，电动势增加14毫伏，计算样品中铜的浓度。第4节电位滴定：1。基本原则2。滴定终点的测定3。选择滴定类型和指示电极1。电位滴定的基本原理：利用滴定过程中电极电位的变化来确定滴定终点的分析方法。基本过程：(1)每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势。(2)快速滴定以找到化学计量点的近似范围。(3)在突跃范围内，每滴的体积应控制在0.1毫升。(4)测定滴定反应的化学计量点时消耗的滴定剂体积。记录每次滴定时滴定剂的剂量(V)和相应的电动势值(E)，并绘制出滴定曲线。(1)E-V曲线法：图(a)简单，精度稍差。(2)E/V-V曲线法：图(b)一阶导数由电位变化与滴定剂体积增量之比计算得出。曲线上有一个极值点，它对应于E-V曲线的拐点。(3)2E/V2-V曲线法：图(c)2E/V2二阶导数。实施例3:以银电极为指示电极，双液饱和甘汞电极为参比电极，用0.1000摩尔/硝酸镧标准溶液滴定含氯离子的测试溶液，得到的原始数据如下(电位尖峰时的部分数据)。使用二阶微型商业方法确定滴定终点消耗的硝酸银标准溶液的体积？解决方案：根据二阶导数处理原始数据，并且一阶导数和二阶导数通过从后一项中减去前段的比容差来获得。例如，当二阶导数等于零时，相应的体积值应该在24.30和24.40毫升之间。精确值可以通过插值：来计算。第三，滴定类型和指示电极的选择。1.酸碱滴定：通常使用pH玻璃电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极。2.氧化还原滴定：滴定过程中，氧化态和还原态的浓度比发生变化，零型电极可作为指示电极。3.沉淀滴定：根据不同的沉淀反应，选择不同的指示电极。通常使用银电极。4.配位滴定：用乙二胺四乙酸滴定金属离子时，相应的金属离子选择电极和第三类电极可作为指示电极。第5节：仪器的结构和原理：1。直接电位法常用仪器2。电位滴定的常用仪器1。直接电位法的常用仪器。成分：(1)电极：指示电极和参比电极，指示电极为关键部件。(2)精密毫伏表