氯离子选择性电极的测试和应用培训资料.ppt

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1、氯离子选择性电极的测试和应用Ⅱ、基本原理氯离子选择性电极是一种测定水溶液中氯离子浓度的分析工具。目前广泛应用于水质、土壤、地质、生物、医药、食品等部门。其结构简单，使用方便。本实验所用的电极是把AgCl和Ag2S的沉淀混合物压成膜片，用塑料管作为电极管，并以全固态工艺制成的。电极结构如图所示。一、电极电位与离子浓度的关系氯离子选择性电极，是以AgCl作为电化学活性物质，它与Ag–AgCl电极十分相似。当它与被测溶液接触时，就发生离子交换反应，结果在电极膜片表面建立具有一定电位梯度的双电层，这样，电极与溶液之间就存在着电位差，在一定条件下，其电极电位ф与被测溶液中的银离子活度aAg

2、+之间有以下关系：Ⅱ、基本原理令AgCl的活度积为Kap，即Kap=aAg+·aCl-式（1）可表示为在测量时，选取饱和甘汞电极作参比电极，两者在被测溶液中组成可逆电池，若фSCE为饱和甘汞电极的电位，则上述可逆电池的电动势为Ⅱ、基本原理一、电极电位与离子浓度的关系由于aCl-=cCl-·γCl-式中cCl-和γCl-分别为氯离子的浓度和活度系数，Ⅱ、基本原理一、电极电位与离子浓度的关系E0′除与活度系数有关外，它还与膜片制备工艺有关，只是在活度系数恒定，并在一定条件下才可把它看作为常数。这样一来，E与lncCl-或PcCl-之间应呈线性关系。只要测定不同浓度的E值，并将E对ln

3、cCl-或PcCl-作图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。氯离子选择性电极的测量范围约为10-1―5×10-5摩尔浓度。Ⅱ、基本原理一、电极电位与离子浓度的关系于是有：但是，选择性系数与测定方法、测定条件以及电极的制作工艺有关，同时也与计算时所用公式有关。一般离子选择性电极的选择性系数Kij，可定义为离子选择性电极常会受到溶液中其他离子的影响。即，在同一电极膜上，往往可以有多种离子进行不同程度的交换。离子选择性电极的特点就在于对其特定离子具有较好的选择性，受其他离子的干扰较小。电极选择性的好坏，常用选择性系数来表示。二、电极的选择性和选择性系数Ⅱ、基本原理由式（6）可知，

4、Kij越小，表示j离子对被测离子i的干扰越小，也就表示电极的选择性越好。式中符号，对阳离子取“+”，阴离子取“-”；ai为被测离子的活度，zi为该离子所带的电荷数；aj为干扰离子的活度，zj为干扰离子所带的电荷数。如用于表示Br-对氯离子选择性电极的干扰，式（6）可具体表示为Ⅱ、基本原理二、电极的选择性和选择性系数测定Kij最简单的方法是分别溶液法。就是分别测定在具有相同活度的离子i和j这两个溶液中该离子选择电极的电极电位E1和E2。显然，E1=E0±RT/nFln(ai+0)E2=E0±RT/nFln(0+Kij·aj)因为ai=aj，所以，两电位之差Ⅱ、基本原理二、电极的选择

5、性和选择性系数因此，对于阴离子选择电极正因为选择性系数与诸多因素有关，所以在表示一个离子选择性电极时通常应注明测定方法及测定条件。这里以一支电极实测值为例，列出其选择性系数为参考。通常把Kij值小于10-3者认为无明显干扰。这个方法又称为分别溶液法IA。Ⅱ、基本原理二、电极的选择性和选择性系数阴离子jNO3-CN-Br-KCl-j5.5×10-41.4.C2O42-CO32-SO42-SO32-4.5×10-54.6×10-51×10-40.2从下表可以定性地看出，Br-、CN-、SO32-等离子对氯离子选择性电极的干扰是相当严重的。表1一些干扰离子对某AgCl―Ag2S膜片电极

6、的选择系数(分别溶液法IA，M)Ⅱ、基本原理二、电极的选择性和选择性系数Ⅲ、仪器和试剂磁力搅拌器一台；PHS—2型酸度计一台；EDCL型氯离子电极一支；217型饱和甘汞电极一支；容量瓶（1000ml500ml×2，250ml×5），移液管（50ml）。NaCl（分析纯），KNO3（分析纯），风干土壤样品，0.1%Ca(Ac)2溶液,PH=4.000邻苯二钾酸氢钾。二、试剂一、仪器按图2装好仪器。附近环境应无浓盐酸等酸雾，也无强烈电磁场干扰。一、仪器装置Ⅳ、实验步骤二、溶液配制（事先已配制，直接实验即可）1．准确配制一套NaCl标准溶液，浓度为10.001.000.1000.010

7、0克/升；必要时可增配3.000.300和0.0300克/升。2．配制0.100M的KNO3溶液和0.100M的NaCl溶液各500ml。Ⅳ、实验步骤三、土壤样品的处理1．在干燥洁净的烧杯中用台秤称取风干土壤样品W克（约10克），加入0.1%Ca(Ac)2溶液Vml（约100ml），搅动几分钟，静置澄清或过滤。Ⅳ、实验步骤2．用干燥洁净的吸管吸取澄清液30~40ml，放入干燥洁净的50ml烧杯中，待测。四、从稀到浓测量各种浓度标准溶液的E值。五、测量0.100MNaCl溶液和0.