第1页：电位分析法的应用
第四章 电位与电导分析法 第二节 电位分析法的应用
- 直接电位法
- 电位滴定分析法
- 电位分析法的应用与计算示例
第2页：直接电位法
直接电位法
- 1．pH测定原理与方法指示电极：pH玻璃膜电极参比电极：饱和甘汞电极Ag, AgCl|HCl|玻璃膜|试液溶液‖‖KCl(饱和）|Hg2Cl2（固），Hgϕ玻璃ϕ液接ϕ
- 甘汞电池电动势为：常数K´
- 包括：外参比电极电位内参比电极电位不对称电位液接电位
第3页：pH的实用定义（比较法来确定待测
pH的实用定义（比较法来确定待测
- 溶液的pH）两种溶液，pH已知的标准缓冲溶液s和pH待测的试液x
- 测定各自的电动势为：若测定条件完全一致，则K’s=K’x
- 两式相减得：式中pHs已知，实验测出Es和Ex后，即可计算出试液的pHx，ICPAC推荐上式作为pH的实用定义
- 使用时，尽量使温度保持恒定并选用与待测溶液pH接近的标准缓冲溶液
第4页：表标准pH溶液
表标准pH溶液。
第5页：离子活度(或浓度)的测定原理与方法
离子活度(或浓度)的测定原理与方法
- 将离子选择性电极（指示电极）和参比电极插入试液可以组成测定各种离子活度的电池
- 电池电动势为：离子选择性电极作正极时，对阳离子响应的电极，取正号
- 对阴离子响应的电极，取负号
第6页：标准曲线法用测定离子的纯物质
标准曲线法用测定离子的纯物质
- 配制一系列不同浓度的标准溶液，并用总离子强度调节缓冲溶液（简称TISAB）保持溶液的离子强度相对稳定，分别测定各溶液的电位值，并绘制:E-lgci关系曲线
- 注意：离子活度系数保持不变时，膜电位才与logci呈线性关系
- Elgci
第7页：总离子强度调节缓冲溶液
总离子强度调节缓冲溶液
- 简称的作用
- 保持较大且相对稳定的离子强度，使活度系数恒定
- 维持溶液在适宜的pH范围内，满足离子电极的要求
- 掩蔽干扰离子。测F-过程所使用的TISAB；典型组成：1mol/L的NaCl，使溶液保持较大稳定的离子强度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc,使溶液pH在5左右；0.001mol/L的柠檬酸钠,掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子
第8页：标准加入法
标准加入法
- 设某一试液体积为V0，其待测离子的浓度为cx，测定的工作电池电动势为E1，则
- 式中：χi为游离态待测离子占总浓度的分数
- γi是活度系数
- cx是待测离子的总浓度
- 往试液中准确加入一小体积Vs(大约为V0的1/100)的用待测离子的纯物质配制的标准溶液,浓度为Cs(约为cx的100倍)
- 由于V0>>Vs，可认为溶液体积基本不变
- 浓度增量为：⊿c=csVs/V0
第9页：标准加入法再次测定工作电池的电动势为
标准加入法再次测定工作电池的电动势为
第10页：影响电位测定准确性的因素
影响电位测定准确性的因素
- 测量温度温度对测量的影响主要表现在对电极的标准电极电位、直线的斜率和离子活度的影响上，有的仪器可同时对前两项进行校正，但多数仅对斜率进行校正。温度的波动可以使离子活度变化而影响电位测定的准确性。在测量过程中应尽量保持温度恒定
- 线性范围和电位平衡时间一般线性范围在10-1～10-6mol / L，平衡时间越短越好。测量时可通过搅拌使待测离子快速扩散到电极敏感膜，以缩短平衡时间。测量不同浓度试液时，应由低到高测量
第11页：影响电位测定准确性的因素（续）
影响电位测定准确性的因素（续）
- 溶液特性在这里溶液特性主要是指溶液离子强度、pH及共存组分等。溶液的总离子强度保持恒定。溶液的pH应满足电极的要求。避免对电极敏感膜造成腐蚀。干扰离子的影响表现在两个方面：一是能使电极产生一定响应，二是干扰离子与待测离子发生络合或沉淀反应
- 电位测量误差当电位读数误差为1mV时，对于一价离子，由此引起结果的相对误差为3.9%,对于二价离子,则相对误差为7.8%。故电位分析多用于测定低价离子
第12页：电位滴定分析法
电位滴定分析法
- 1.电位滴定装置与滴定曲线每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势
- 关键:确定滴定反应的化学计量点时,所消耗的滴定剂的体积
- 快速滴定寻找化学计量点所在的大致范围
- 突跃范围内每次滴加体积控制在0.1mL
- 记录每次滴定时的滴定剂用量（V）和相应的电动势数值（E），作图得到滴定曲线
- 通常采用三种方法来确定电位滴定终点
第13页：电位滴定终点确定方法
电位滴定终点确定方法
- E-V；曲线法：图（a）简单，准确性稍差
- ΔE/ΔV-V；曲线法：图（b）一阶微商由电位改变量与滴定剂体积增量之比计算之。曲线上存在着极值点，该点对应着E-V曲线中的拐点
- Δ2E/ΔV2-V；曲线法：图（c）Δ2E/ΔV2二阶微商。计算
第14页：电位分析法的应用与计算示例
电位分析法的应用与计算示例
- 例题1：以银电极为指示电极,双液接饱和甘汞电极为参比电极,用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定含Cl试液,得到的原始数据如下(电位突越时的部分数据)
- 用二级微商法求出滴定终点时消耗的AgNO3标准溶液体积?解:将原始数据按二级微商法处理，一级微商和二级微商由后项减前项比体积差得到,例
第15页：计算表中的一级微商和二
级微商由后项减前项比体积差得到,例:二级微商等于零时所对应的体积值应在24.30～24.40mL之间,准确值可以由内插法计算出。
第16页：计算表中的一级微商和二（续）
计算表中的一级微商和二（续）
- 2将钙离子选择电极和饱和甘汞电极插入100.00mL水样中,用直接电位法测定水样中的Ca2+
- 25℃时，测得钙离子电极电位为－0.0619V(对SCE),加入0.0731mol/L的Ca(NO3)2标准溶液1.00mL,搅拌平衡后,测得钙离子电极电位为－0.0483V(对SCE)
- 试计算原水样中Ca2+的浓度？解：由标准加入法计算公式S=0.059/2Δc=(Vscs)/Vo=1.00×0.0731/100ΔE=－0.0483－(－0.0619)=0.0619－0.0483=0.0136Vcx＝Δc(10ΔE/s－１)－1＝7.31×10－4（100.461－１)－1＝7.31×10－4×0.529＝3.87×10－4mol/L试样中Ca2+的浓度为3.87×10－4mol/L
第17页：计算表中的一级微商和二（续2）
3在0.1000mol/LFe2+溶液中,插入Pt电极(+)和SCE(-),在25℃时测得电池电动势为0.395V,问有多少Fe2+被氧化成Fe3+?解:SCE‖‖a(Fe3+),a(Fe2+)｜PtE=E铂电极－E甘汞=0.77+0.059lg(［Fe3+]/[Fe2+］)－0.2438lg(［Fe3+]/[Fe2+］)=(0.395+0.243－0.771)/0.059=－2.254设有X%的Fe2+氧化为Fe3+，则：lg([Fe3+]/[Fe2+])=lgX/(1－X)=－2.254X/(1－X)=0.00557;X=0.557%;即有约0.56%的Fe2+被氧化为Fe3+。
第18页：电位与电导分析法内容选择
电位与电导分析法内容选择
- 电位分析与离子选择性电极
- 电位分析法的应用
- 电导分析法原理
- 电导分析法应用
