电位分析法汇总

1、2020/7/3，9章电位分析，一节离子选择电极的分类和反应机理，1，离子选择电极的分类2，玻璃(非晶膜)电极3，晶体膜电极(氟电极)4，流动载体膜电极(液膜电极)5， e=e-e-e-e-液体电位装置：参考电极、显示电极、电位计；参考电极的电极电位在测量时保持不变，电池电动势随表示电极的电极电位变化，表示电极的电极电位随溶液测量中的离子活性变化。2020/7/3，电位分析的理论基础，理论基础：嵌套方程(电极电位与溶液中测量的离子之间的定量关系)。对于氧化还原系统：Ox ne-=Red；对于金属电极(还原状态为金属，活性设置为1):2020/7/3；第一，离子选择电极的分类；2020/7/3；

2、离子选择电极的原理和结构；以及特性：只有溶液中的特定离子有选择性反应。膜电极的钥匙：是一种称为选择膜的敏感元素。敏感组件：单晶、混合晶体、液膜、功能膜和生物膜。膜电位：根据膜内外测量的离子活性差异产生电位差。如果将膜电极和参考电极插入测试的溶液中，电池结构为：外部参考电极(ai未知)内部参考溶液(ai特定)内部参考电极，内部参考电极和外部参考电极的电位值固定，并且离子在内部充电溶液中的活动度也恒定，电池电动势为，(敏感膜h响应玻璃膜电极：敏感膜厚度约为0.1mm。SiO2矩阵中用Na2O、Li2O和CaO烧结制成的特殊玻璃薄膜。浸入水中后，表面的Na与水的h交换，表面形成水合硅胶层。使用玻璃电

3、极前必须浸泡在水溶液中。2020/7/3，(1)玻璃膜电极，2020/7/3，(2)玻璃膜电位的形成，使用玻璃电极之前浸入水溶液中的三层结构，即中间的干玻璃层和两侧的水合硅胶层：水合硅胶层厚度水化层表面可视为阳离子交换剂。溶液中，h通过水化层扩散到干玻璃层，干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶解的离子，离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。2020/7/3，玻璃膜电位，将玻璃电极放入测试的溶液中，平衡到25:H溶液=H二氧化硅E内部=k1 0.059 lg(a2/a2) E外部=k 2 0.059 LG(k 2 0.059 LG)A1，a2分别表示玻璃膜外部、水合硅胶表面的h活性。K1，

4、k2是由玻璃膜的外部和内部表面性质决定的常数。如果玻璃膜的内表面和外表面的性质基本相同，则： E膜=K 0.0，因为k1=k2，a1=a2 E膜=E外部-E内部=0.059 lg(a1/a2)内部基准溶液的h活性(a2)是固定的中间k是由玻璃膜电极本身的性质决定的常数。(2)电极电位必须是内部参考电极电位和玻璃膜电位之和。(3)不对称势(25): e膜=E外部-E内部=0.059 lg(a1/a2) : a1=a2，则理论上E膜=0，但实际上E膜0的原因3360玻璃膜内部长时间浸泡后(24hr)恒定(1 30mv)；2020/7/3，(4)高选择性：膜电位的发生不是电子的得失。其他离子不能进入

5、晶格内产生交换。溶液的Na浓度比h浓度高1015倍时，两者产生相同的电位。(5)产差：溶液酸度测定(pH12产生误差，主要是因为Na参与相界面的交换；(7)可以改变玻璃膜的组成，制造响应其他阳离子的玻璃膜电极。(8)优点：不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色和沉淀的影响，成瘾性小。(9)缺点：电极内阻高，电阻随温度变化。2020/7/3，3，晶体膜电极(氟电极)，结构：右敏感膜： (镧氟化物单晶)掺EuF2的LaF3单晶片；内部参考电极：Ag-AgCl电极(管内)。内部基准溶液：NaCl为0.1mol/L，NaF混合溶液为0.001mol/L(用于控制F膜内部表面的电位，用于固定Cl-内部基准电极的

6、电位)。2020/7/3、LaF3的网格内有孔，可以将F-移动到网格附近的孔中，从而传导电力。对于特定的晶体膜，离子的大小、形状和电荷决定是否能进入晶体膜，因此膜电极一般具有较高的离子选择性。氟电极插入F-溶液后，F-在晶体膜表面交换。25c:e膜=K-0.059 lgaF-=K 0.059 pF，高选择性，必须在pH5 7之间使用，pH高时与溶液中OH-氟化镧晶体膜的F-交换，pH低时溶液中的F-he，2020/7/3，4，流动载体膜电极(液膜电极)，钙电极：内部参考溶液为Ca2水溶液。内外管之间含有0.1mol/L二癸磷酸钙(液体离子交换剂)的苯基磷二辛基溶液。微孔膜容易扩散，但不溶于水，

7、不进入试验液溶液。二癸磷酸盐可以在液膜-试验-液体两相界面之间传递钙离子，直到达到平衡。水相(测试溶液和内部参考溶液)中Ca2活性和有机相活性之间的差异导致两相之间的相边界电位。液膜两侧发生的离子交换反应：(RO)2PO2-Ca2(有机相)=2 (RO)2PO2-(有机相)Ca2(水相)钙电极的合适pH范围为5 。2020/7/3，对流动载体膜电极(液膜电极)的讨论，(1)流动载体膜电极(液膜电极)的机制类似于玻璃膜电极；(2)离子载体(有机离子交换剂)仅限于有机相，但在相上可以自由移动，与样品中测量的离子的交换会产生膜电位。(3)具有R-S-CH2COO-结构的液体离子交换器含有硫磺和羧基，

8、因此能产生重金属离子和五元内环复合物，对Cu2、Pd2等具有很好的选择性。2020/7/3，对流动载体膜电极(液膜电极)的讨论，(4)使用正电荷的有机液体离子交换剂，如n-菲咯啉和2价铁产生的正电荷的配合物，负离子ClO4-，NO3(5)中性载体(有机聚合物)液膜电极，中空结构，仅与合适的离子结合，具有高选择性，例如全岩霉素(36环甲苯胺)对钾离子具有高选择性，kk，na=3.110-3；(6)冠醚化合物也可用作中性载体。2020/7/3，液膜电极应用列表，2020/7/3，5，感应电极，感应电极是指气敏电极，酶电极，细菌电极，生物电极等。样品中正在测试的成分气体扩散通过透射膜进入离子选择电极

9、的敏感膜和透射膜之间的非常薄的液体层内，改变液体层内离子选择电极的敏感离子活性，离子选择电极膜电位发生变化，电池电动势也发生变化。气体感应电极也称为探针、探测器、传感器。(1)基于界面化学反应的气体传感电极；结构特征：用原膜或物质覆盖电极，增加电极的选择性。电极对：标记电极与参考电极组装。2020/7/3，气敏电极列表，2020/7/3，(2)酶电极，基于界面酶催化化学反应的敏化电极；酶特性：酶是具有特殊生物活性的催化剂，对反应的选择性强，催化效率高，使反应在常温和大气压下进行。常规酶催化产物，可由现有离子选择电极检测：CO2，NH3，NH4，CN-，F-，S2-，I-，NO2-，2020/7/3，酶催化反应：2020/7/3，(3)组织电极，特性：敏感膜对动植物组织；优点：a .