第10章 电位分析法ppt课件.ppt

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1、电位分析法(Potentiometry)定义：电位分析法是利用电极电位电解质溶液中某种组分浓度的对应关系，而实现定量测定的电化学分析方法。实质：在零电流条件下，测定相应原电池的电动势。分类：(1)直接电位法；(2)电位滴定法一、概述Generalization直接电位法：离子选择性电极法，利用膜电极把被测离子的活度表现为电极电位。选用适当的指示电极浸入被测试液，测量其相对于一个参比电极的电位。根据测出的电位，直接求出被测物质的浓度。指示电极：在电位分析中，将电极电位随被测电活性物质活度变化的电极称为指示电

2、极。参比电极：与被测物质无关的、电位比较稳定的、提供测量电位参考的电极称为参比电极。一、概述Generalization电位滴定法：利用电极电位的突变来指示滴定终点的滴定分析法，是电位测量方法在容量分析中的应用。向被滴定溶液中滴加能与被测物质发生化学反应的已知浓度的试剂，观察滴定过程中指示电极电位的变化，以确定滴定的终点。根据所需滴定剂的量计算出被测物质的含量。直接电位法测定的只是某种型体离子的平衡浓度。电位滴定法测定的是某种参与滴定反应物质总浓度。一、概述Generalization二、基本原理(Pri

3、ncipleofPotentiometryAnalysis)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）。对于氧化还原体系：Ox+ne-=Red对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：R=8.314J/molCF=96500C/mol三、离子选择性电极（IonSelectiveElectrode，ISE）定义:是一类电化学传感器，它的电极电位与溶液中相应离子的活度呈线性关系，作为一种指示电极，它指示的电极电位与溶液中响应离子的活度的关系符合能斯特方程。特点：离子选择性电极所指示的电极电位

4、不是由于电子的交换所形成的，不同于包含氧化还原反应的体系。它是由于电极表面敏感膜对所要测定的物质具有选择性响应而产生的。离子选择性电极的种类、原理与结构Type,PrincipleandStructureofIonSelectiveElectrode离子选择性电极(又称膜电极)1976年IUPAC基于膜的特征，推荐将其分为以下几类：原电极（primaryelectrodes）晶体膜电极（crystallinemembraneelectrodes）均相膜电极（homogeneousmembraneelect

5、rodes）非均相膜电极(heterogeneousmembraneelectrodes)非晶体膜电极（non-crystallinemembraneelectrodes）刚性基质电极（rigidmatrixelectrodes）流动载体电极(electrodeswithamobilecarrier)敏化电极（sensitizedelectrodes）气敏电极（gassensingelectrodes）酶电极（enzymeelectrodes）四、玻璃电极StructureofGlasselectrode

6、玻璃电极的结构示意图（一）pH的操作定义OperationaldefinitionofthepHScaleHg

7、Hg2Cl2(s)，KCl(饱和)

8、

9、待测液

10、玻璃膜

11、HCl(0.1mol/L),AgCl(S)

12、Ag以玻璃电极为正极，饱和甘汞电极为负极，则组成电池的电动势(pH玻璃电极的电位)与被测试液的pH值符合下列关系：E=b+RT/nFlnH+=b–0.0592pHb在一定条件下是个固定值，但是无法通过理论计算求得，所以应用pH玻璃电极测定某一体系的pH值时，须采用相对比较的方法。标准缓冲溶液求出电

13、池的电动势：Es=b-0.0592pHs未知溶液：Ex=b-0.0592pHxpHx=pHs+(Ex-Es)/0.0592由于用pH玻璃电极测定溶液的pH时是与标准缓冲溶液的pH相比较确定的，因此为了减少相对误差。所选用的标准缓冲溶液的pH应与被测溶液的pH相近，并应使标定和测定时的环境条件相同。（一）pH的操作定义OperationaldefinitionofthepHScale（一）pH的操作定义OperationaldefinitionofthepHScale（二）pH玻璃电极的响应机理Respon

14、semechanismofGlassElectrode结构SiOOOSiOOOOSiO2石英玻璃结构SiOOOONa+掺杂碱金属或碱土金属的石英玻璃结构（二）pH玻璃电极的响应机理ResponsemechanismofGlassElectrode纯SiO2石英玻璃的结构在短程内是有序的，具有网状结构，没有可供交换的点位，对各种离子没有响应.当引入碱金属或碱土金属氧化物于石英玻璃内时，引起原结构断裂，形成硅酸盐负定域体，负定域体