儀器分析化學(xué)電位分析法的應(yīng)用課件

第四章

電位與電導(dǎo)分析法第二節(jié)電位分析法的應(yīng)用一、直接電位法directpotentiometry二、電位滴定分析法potentiometrictitration三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例applicationandcalculateexampleof

potentiometrypotentiometryandconductometryapplicationofpotentiometry第四章

電位與電導(dǎo)分析法第二節(jié)一、直接電位法potent1一、直接電位法

directpotentiometry1．pH測(cè)定原理與方法指示電極：pH玻璃膜電極參比電極：飽和甘汞電極Ag,AgCl|HCl|玻璃膜|試液溶液

KCl(飽和）

|Hg2Cl2（固），

Hg玻璃液接甘汞電池電動(dòng)勢(shì)為：常數(shù)K′包括：

外參比電極電位內(nèi)參比電極電位不對(duì)稱電位液接電位一、直接電位法

directpotentiometry12pH的實(shí)用定義（比較法來確定待測(cè)溶液的pH）兩種溶液，pH已知的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液s和pH待測(cè)的試液x。測(cè)定各自的電動(dòng)勢(shì)為：若測(cè)定條件完全一致，則K’s=K’x,兩式相減得：

式中pHs已知，實(shí)驗(yàn)測(cè)出Es和Ex后，即可計(jì)算出試液的pHx，ICPAC推薦上式作為pH的實(shí)用定義。使用時(shí)，盡量使溫度保持恒定并選用與待測(cè)溶液pH接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。pH的實(shí)用定義（比較法來確定待測(cè)溶液的pH）兩種溶液，3表標(biāo)準(zhǔn)pH溶液表標(biāo)準(zhǔn)pH溶液42．離子活度(或濃度)的測(cè)定原理與方法

將離子選擇性電極（指示電極）和參比電極插入試液可以組成測(cè)定各種離子活度的電池，電池電動(dòng)勢(shì)為：離子選擇性電極作正極時(shí)，對(duì)陽離子響應(yīng)的電極，取正號(hào)；對(duì)陰離子響應(yīng)的電極，取負(fù)號(hào)。2．離子活度(或濃度)的測(cè)定原理與方法將離子選擇性電5(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線法

用測(cè)定離子的純物質(zhì)配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并用總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStrengthAdjustmentBuffer簡(jiǎn)稱TISAB）保持溶液的離子強(qiáng)度相對(duì)穩(wěn)定，分別測(cè)定各溶液的電位值，并繪制:

E-lgci

關(guān)系曲線。注意：離子活度系數(shù)保持不變時(shí)，膜電位才與logci呈線性關(guān)系。Elgci(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線法用測(cè)定離子的純物質(zhì)配制一系6總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStrengthAdjustmentBuffer簡(jiǎn)稱TISAB）TISAB的作用：①保持較大且相對(duì)穩(wěn)定的離子強(qiáng)度，使活度系數(shù)恒定；②維持溶液在適宜的pH范圍內(nèi)，滿足離子電極的要求；③掩蔽干擾離子。測(cè)F-過程所使用的TISAB典型組成：1mol/L的NaCl，使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強(qiáng)度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc,使溶液pH在5左右；0.001mol/L的檸檬酸鈉,掩蔽Fe3+、Al3+等干擾離子?？傠x子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStreng7(2)標(biāo)準(zhǔn)加入法

設(shè)某一試液體積為V0，其待測(cè)離子的濃度為cx，測(cè)定的工作電池電動(dòng)勢(shì)為E1，則：式中：χi為游離態(tài)待測(cè)離子占總濃度的分?jǐn)?shù)；γi是活度系數(shù)；cx是待測(cè)離子的總濃度。

往試液中準(zhǔn)確加入一小體積Vs(大約為V0的1/100)的用待測(cè)離子的純物質(zhì)配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液,濃度為Cs(約為cx的100倍)。由于V0>>Vs，可認(rèn)為溶液體積基本不變。

濃度增量為：⊿c=cs

Vs/V0(2)標(biāo)準(zhǔn)加入法設(shè)某一試液體積為V0，其待測(cè)離子的濃8標(biāo)準(zhǔn)加入法再次測(cè)定工作電池的電動(dòng)勢(shì)為E2：可以認(rèn)為γ2≈γ1。，χ2≈χ1。則：標(biāo)準(zhǔn)加入法再次測(cè)定工作電池的電動(dòng)勢(shì)為E2：可以認(rèn)為γ2≈γ193.影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素測(cè)量溫度

溫度對(duì)測(cè)量的影響主要表現(xiàn)在對(duì)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位、直線的斜率和離子活度的影響上，有的儀器可同時(shí)對(duì)前兩項(xiàng)進(jìn)行校正，但多數(shù)僅對(duì)斜率進(jìn)行校正。溫度的波動(dòng)可以使離子活度變化而影響電位測(cè)定的準(zhǔn)確性。在測(cè)量過程中應(yīng)盡量保持溫度恒定。線性范圍和電位平衡時(shí)間

一般線性范圍在10-1～10-6mol/L，平衡時(shí)間越短越好。測(cè)量時(shí)可通過攪拌使待測(cè)離子快速擴(kuò)散到電極敏感膜，以縮短平衡時(shí)間。測(cè)量不同濃度試液時(shí)，應(yīng)由低到高測(cè)量。3.影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素測(cè)量溫度10影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素溶液特性

在這里溶液特性主要是指溶液離子強(qiáng)度、pH及共存組分等。溶液的總離子強(qiáng)度保持恒定。溶液的pH應(yīng)滿足電極的要求。避免對(duì)電極敏感膜造成腐蝕。干擾離子的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是能使電極產(chǎn)生一定響應(yīng)，二是干擾離子與待測(cè)離子發(fā)生絡(luò)合或沉淀反應(yīng)。電位測(cè)量誤差當(dāng)電位讀數(shù)誤差為1mV時(shí)，對(duì)于一價(jià)離子，由此引起結(jié)果的相對(duì)誤差為3.9%,對(duì)于二價(jià)離子,則相對(duì)誤差為7.8%。故電位分析多用于測(cè)定低價(jià)離子。影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素溶液特性11二、電位滴定分析法

potentiometrictitration1.電位滴定裝置與滴定曲線

每滴加一次滴定劑，平衡后測(cè)量電動(dòng)勢(shì)。關(guān)鍵:確定滴定反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),所消耗的滴定劑的體積。

快速滴定尋找化學(xué)計(jì)量點(diǎn)所在的大致范圍。突躍范圍內(nèi)每次滴加體積控制在0.1mL。

記錄每次滴定時(shí)的滴定劑用量（V）和相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值（E），作圖得到滴定曲線。通常采用三種方法來確定電位滴定終點(diǎn)。二、電位滴定分析法

potentiometrictitr122.電位滴定終點(diǎn)確定方法(1)E-V曲線法：圖（a）簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性稍差。(2)ΔE/ΔV-V曲線法：圖（b）一階微商由電位改變量與滴定劑體積增量之比計(jì)算之。曲線上存在著極值點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)著E-V曲線中的拐點(diǎn)。(3)Δ2E/ΔV2-V曲線法：圖（c）

Δ2E/ΔV2二階微商。計(jì)算：2.電位滴定終點(diǎn)確定方法(1)E-V曲線法：圖（a）(2)Δ13三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例

applicationandcalculateexampleofpotentiometry

例題1：以銀電極為指示電極,雙液接飽和甘汞電極為參比電極,用0.1000mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含Cl試液,得到的原始數(shù)據(jù)如下(電位突越時(shí)的部分?jǐn)?shù)據(jù))。用二級(jí)微商法求出滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積?解:

將原始數(shù)據(jù)按二級(jí)微商法處理，一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到,例:三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例

applicationa14計(jì)算

表中的一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到,例:

二級(jí)微商等于零時(shí)所對(duì)應(yīng)的體積值應(yīng)在24.30～24.40mL之間,準(zhǔn)確值可以由內(nèi)插法計(jì)算出:計(jì)算表中的一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到15例題2

將鈣離子選擇電極和飽和甘汞電極插入100.00mL水樣中,用直接電位法測(cè)定水樣中的Ca2+。25℃時(shí)，測(cè)得鈣離子電極電位為－0.0619V(對(duì)SCE),加入0.0731mol/L的Ca(NO3)2標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL,攪拌平衡后,測(cè)得鈣離子電極電位為－0.0483V(對(duì)SCE)。試計(jì)算原水樣中Ca2+的濃度？解：由標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算公式

S=0.059/2Δc=(Vs

cs)/Vo=1.00×0.0731/100ΔE=－0.0483－(－0.0619)=0.0619－0.0483=0.0136V

cx＝Δc(10ΔE/s－１)－1＝7.31×10－4（100.461－１)－1＝7.31×10－4×0.529＝3.87×10－4mol/L

試樣中Ca2+

的濃度為3.87×10－4mol/L。例題2將鈣離子選擇電極和飽和甘汞電極插入100.0016例題3

在0.1000mol/LFe2+溶液中,插入Pt電極(+)和SCE(-),在25℃時(shí)測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)為0.395V,問有多少Fe2+被氧化成Fe3+?解:SCE‖a(Fe3+),a(Fe2+)｜Pt

E=E鉑電極－E甘汞

=0.77+0.059lg(［Fe3+]/[Fe2+］)－0.2438lg(［Fe3+]/[Fe2+］)=(0.395+0.243－0.771)/0.059=－2.254設(shè)有X%的Fe2+氧化為Fe3+，則：

lg([Fe3+]/[Fe2+])=lgX/(1－X)=－2.254X/(1－X)=0.00557;X=0.557%;即有約0.56%的Fe2+被氧化為Fe3+例題3在0.1000mol/LFe2+溶液中17內(nèi)容選擇：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極principleofpotentiometeranalysisandionselectiveelectrode第二節(jié)電位分析法的應(yīng)用applicationofpotentiometry第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理principleofconductometry第四節(jié)

電導(dǎo)分析法應(yīng)用applicationofconductometry結(jié)束內(nèi)容選擇：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極結(jié)束18第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理第四章

電位與電導(dǎo)分析法一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyofelectrolytesolution

二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系relationshipbetweenconductanceandconcentration

三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素factorsinfluenced

on

conducto-metricmeasurement四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置conductometricmeasureanddevicesprincipleofconductometrypotentiometryandconductometry第三節(jié)第四章

電位與電導(dǎo)分析法一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)ba19一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyofelectrolytesolution

導(dǎo)電性質(zhì)：離子導(dǎo)電；

1.電導(dǎo)(G)、電導(dǎo)率()、摩爾電導(dǎo)率(m)

電導(dǎo)：衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，電阻的倒數(shù)。

G=1/R=A/l=

K(l/A)單位：西門子S，1S=1-1

電導(dǎo)率：

=1/=K(l/A)G

電阻率的倒數(shù)單位：Sm-1

兩電極板為單位面積，距離為單位長(zhǎng)度時(shí)溶液的電導(dǎo)。電導(dǎo)池常數(shù)：K(l/A)=l/A(A電極面積;l電極間距)

由標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率(查表)確定電導(dǎo)率和電導(dǎo)池常數(shù)一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyo20

單位：Sm2mol-1

不同濃度、不同類型電解質(zhì)導(dǎo)電能力的比較。摩爾電導(dǎo)率(m)

定義:

距離為單位長(zhǎng)度的兩電極板間含有單位物質(zhì)的量的電解質(zhì)的溶液的電導(dǎo)。

右圖中出現(xiàn)極大值的原因：

電導(dǎo)率的大小與溶液中離子數(shù)目和離子自由運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)。兩種因素相互制約。濃度大，相互作用力大。

無限稀釋摩爾電導(dǎo):

212.離子的電導(dǎo)與漂移速率(1)離子的電遷移率

離子在外加電場(chǎng)中受溶劑阻力和電場(chǎng)力，平衡時(shí)，以恒定的速率運(yùn)動(dòng)。離子的漂移速率B。

單位電場(chǎng)強(qiáng)度下離子的漂移速率:離子的電遷移率

uB=B/E(2)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律由右表數(shù)據(jù)可以得出離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律：電解質(zhì)

KCl0.014986LiCl0.011503KNO30.01450LiNO30.01101KCl0.014986KNO30.01450LiCl0.011503LiNO30.0110134.810-434.910-44.9010-44.9010-42.離子的電導(dǎo)與漂移速率(1)離子的電遷移率由22(3)離子的電導(dǎo)溶液的總電導(dǎo)：G=cim,i弱電解質(zhì)(乙酸)溶液的m離子104K+73.52Na+50.11Li+38.69H+349.82Ag+61.92Cl-76.34Br-78.4OH-198H+、Li+、Na+、K+在溶液中的運(yùn)動(dòng)速度大小順序？m(NaOAc)=m(Na+)+m(OAc-)m(HCl)=m(H+)+m(Cl-)m(NaCl)=m(Na+)+m(Cl-)m(HOAc)=m(H+)+m(OAc-)=m(NaOAc)+

m(HCl)-m(NaCl)

(3)離子的電導(dǎo)溶液的總電導(dǎo)：G=cim,i離子23二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系

relationshipbetweenconductanceandconcentration

D:介電常數(shù):介質(zhì)的黏度T:絕對(duì)溫度二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系

relationshi24松弛效應(yīng)與Wien效應(yīng)（1）離子在溶液中以的形式存在和在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過程

離子氛：中心離子被相反電荷的離子和溶劑化分子包圍形成球狀。運(yùn)動(dòng)過程：是離子氛不斷生成和破壞的過程。離子氛生成和消失的時(shí)間：離子氛松弛時(shí)間（2）不對(duì)稱的離子氛對(duì)中心離子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用

松弛效應(yīng)(不對(duì)稱效應(yīng))，系數(shù)A（3）溶劑化分子與離子一起運(yùn)動(dòng)造成的阻礙作用：電泳效應(yīng),（4）高強(qiáng)度電場(chǎng)中電導(dǎo)增大的現(xiàn)象，Wien效應(yīng)。為什么？（5）高頻交流電場(chǎng)，電導(dǎo)隨頻率變化的現(xiàn)象：

迪拜-夫肯漢根效應(yīng)松弛效應(yīng)與Wien效應(yīng)（1）離子在溶液中以的形式存在和在電場(chǎng)25三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素

factorsinfluenced

on

conducto-metricmeasure1.溫度的影響溫度升高，粘度降低，電導(dǎo)增大。每升高1度，約增加2%。2.溶劑的影響25°C蒸餾水電導(dǎo)率：0.8~1.0S·cm-1進(jìn)一步純化后電導(dǎo)率：0.03~0.06S·cm-1制備高純水需要采用石英容器,亞沸蒸餾法。三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素

factorsinfluence26四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置

conductometricmeasurementanddevices1.裝置（1）電極鉑電極：鉑片。面積，距離固定。光亮鉑電極：鉑黑電極:表面覆蓋一層細(xì)小鉑粒,減小極化。池常數(shù)測(cè)定:已知標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率（2）電導(dǎo)池（避免測(cè)量過程中溫度變化）（3）電導(dǎo)儀四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置

conductometricmeas272.電導(dǎo)測(cè)量（1）直流電導(dǎo)與交流電導(dǎo)電極極化引起誤差交流電導(dǎo)可以減小極化引起的誤差（2）四電極測(cè)量系統(tǒng)2.電導(dǎo)測(cè)量（1）直流電導(dǎo)與交流電導(dǎo)（2）四電極測(cè)量系統(tǒng)28選擇內(nèi)容：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極principleofpotentiometeranalysisandionselectiveelectrode第二節(jié)

電位分析法的應(yīng)用applicationofpotentiometry第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理principleofconductometry第四節(jié)

電導(dǎo)分析法應(yīng)用applicationofconductometry結(jié)束選擇內(nèi)容：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極結(jié)束29第四章

電位與電導(dǎo)分析法第二節(jié)電位分析法的應(yīng)用一、直接電位法directpotentiometry二、電位滴定分析法potentiometrictitration三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例applicationandcalculateexampleof

potentiometrypotentiometryandconductometryapplicationofpotentiometry第四章

電位與電導(dǎo)分析法第二節(jié)一、直接電位法potent30一、直接電位法

directpotentiometry1．pH測(cè)定原理與方法指示電極：pH玻璃膜電極參比電極：飽和甘汞電極Ag,AgCl|HCl|玻璃膜|試液溶液

KCl(飽和）

|Hg2Cl2（固），

Hg玻璃液接甘汞電池電動(dòng)勢(shì)為：常數(shù)K′包括：

外參比電極電位內(nèi)參比電極電位不對(duì)稱電位液接電位一、直接電位法

directpotentiometry131pH的實(shí)用定義（比較法來確定待測(cè)溶液的pH）兩種溶液，pH已知的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液s和pH待測(cè)的試液x。測(cè)定各自的電動(dòng)勢(shì)為：若測(cè)定條件完全一致，則K’s=K’x,兩式相減得：

式中pHs已知，實(shí)驗(yàn)測(cè)出Es和Ex后，即可計(jì)算出試液的pHx，ICPAC推薦上式作為pH的實(shí)用定義。使用時(shí)，盡量使溫度保持恒定并選用與待測(cè)溶液pH接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。pH的實(shí)用定義（比較法來確定待測(cè)溶液的pH）兩種溶液，32表標(biāo)準(zhǔn)pH溶液表標(biāo)準(zhǔn)pH溶液332．離子活度(或濃度)的測(cè)定原理與方法

將離子選擇性電極（指示電極）和參比電極插入試液可以組成測(cè)定各種離子活度的電池，電池電動(dòng)勢(shì)為：離子選擇性電極作正極時(shí)，對(duì)陽離子響應(yīng)的電極，取正號(hào)；對(duì)陰離子響應(yīng)的電極，取負(fù)號(hào)。2．離子活度(或濃度)的測(cè)定原理與方法將離子選擇性電34(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線法

用測(cè)定離子的純物質(zhì)配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并用總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStrengthAdjustmentBuffer簡(jiǎn)稱TISAB）保持溶液的離子強(qiáng)度相對(duì)穩(wěn)定，分別測(cè)定各溶液的電位值，并繪制:

E-lgci

關(guān)系曲線。注意：離子活度系數(shù)保持不變時(shí)，膜電位才與logci呈線性關(guān)系。Elgci(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線法用測(cè)定離子的純物質(zhì)配制一系35總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStrengthAdjustmentBuffer簡(jiǎn)稱TISAB）TISAB的作用：①保持較大且相對(duì)穩(wěn)定的離子強(qiáng)度，使活度系數(shù)恒定；②維持溶液在適宜的pH范圍內(nèi)，滿足離子電極的要求；③掩蔽干擾離子。測(cè)F-過程所使用的TISAB典型組成：1mol/L的NaCl，使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強(qiáng)度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc,使溶液pH在5左右；0.001mol/L的檸檬酸鈉,掩蔽Fe3+、Al3+等干擾離子。總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液（TotleIonicStreng36(2)標(biāo)準(zhǔn)加入法

設(shè)某一試液體積為V0，其待測(cè)離子的濃度為cx，測(cè)定的工作電池電動(dòng)勢(shì)為E1，則：式中：χi為游離態(tài)待測(cè)離子占總濃度的分?jǐn)?shù)；γi是活度系數(shù)；cx是待測(cè)離子的總濃度。

往試液中準(zhǔn)確加入一小體積Vs(大約為V0的1/100)的用待測(cè)離子的純物質(zhì)配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液,濃度為Cs(約為cx的100倍)。由于V0>>Vs，可認(rèn)為溶液體積基本不變。

濃度增量為：⊿c=cs

Vs/V0(2)標(biāo)準(zhǔn)加入法設(shè)某一試液體積為V0，其待測(cè)離子的濃37標(biāo)準(zhǔn)加入法再次測(cè)定工作電池的電動(dòng)勢(shì)為E2：可以認(rèn)為γ2≈γ1。，χ2≈χ1。則：標(biāo)準(zhǔn)加入法再次測(cè)定工作電池的電動(dòng)勢(shì)為E2：可以認(rèn)為γ2≈γ1383.影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素測(cè)量溫度

溫度對(duì)測(cè)量的影響主要表現(xiàn)在對(duì)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位、直線的斜率和離子活度的影響上，有的儀器可同時(shí)對(duì)前兩項(xiàng)進(jìn)行校正，但多數(shù)僅對(duì)斜率進(jìn)行校正。溫度的波動(dòng)可以使離子活度變化而影響電位測(cè)定的準(zhǔn)確性。在測(cè)量過程中應(yīng)盡量保持溫度恒定。線性范圍和電位平衡時(shí)間

一般線性范圍在10-1～10-6mol/L，平衡時(shí)間越短越好。測(cè)量時(shí)可通過攪拌使待測(cè)離子快速擴(kuò)散到電極敏感膜，以縮短平衡時(shí)間。測(cè)量不同濃度試液時(shí)，應(yīng)由低到高測(cè)量。3.影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素測(cè)量溫度39影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素溶液特性

在這里溶液特性主要是指溶液離子強(qiáng)度、pH及共存組分等。溶液的總離子強(qiáng)度保持恒定。溶液的pH應(yīng)滿足電極的要求。避免對(duì)電極敏感膜造成腐蝕。干擾離子的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是能使電極產(chǎn)生一定響應(yīng)，二是干擾離子與待測(cè)離子發(fā)生絡(luò)合或沉淀反應(yīng)。電位測(cè)量誤差當(dāng)電位讀數(shù)誤差為1mV時(shí)，對(duì)于一價(jià)離子，由此引起結(jié)果的相對(duì)誤差為3.9%,對(duì)于二價(jià)離子,則相對(duì)誤差為7.8%。故電位分析多用于測(cè)定低價(jià)離子。影響電位測(cè)定準(zhǔn)確性的因素溶液特性40二、電位滴定分析法

potentiometrictitration1.電位滴定裝置與滴定曲線

每滴加一次滴定劑，平衡后測(cè)量電動(dòng)勢(shì)。關(guān)鍵:確定滴定反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),所消耗的滴定劑的體積。

快速滴定尋找化學(xué)計(jì)量點(diǎn)所在的大致范圍。突躍范圍內(nèi)每次滴加體積控制在0.1mL。

記錄每次滴定時(shí)的滴定劑用量（V）和相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值（E），作圖得到滴定曲線。通常采用三種方法來確定電位滴定終點(diǎn)。二、電位滴定分析法

potentiometrictitr412.電位滴定終點(diǎn)確定方法(1)E-V曲線法：圖（a）簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性稍差。(2)ΔE/ΔV-V曲線法：圖（b）一階微商由電位改變量與滴定劑體積增量之比計(jì)算之。曲線上存在著極值點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)著E-V曲線中的拐點(diǎn)。(3)Δ2E/ΔV2-V曲線法：圖（c）

Δ2E/ΔV2二階微商。計(jì)算：2.電位滴定終點(diǎn)確定方法(1)E-V曲線法：圖（a）(2)Δ42三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例

applicationandcalculateexampleofpotentiometry

例題1：以銀電極為指示電極,雙液接飽和甘汞電極為參比電極,用0.1000mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含Cl試液,得到的原始數(shù)據(jù)如下(電位突越時(shí)的部分?jǐn)?shù)據(jù))。用二級(jí)微商法求出滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積?解:

將原始數(shù)據(jù)按二級(jí)微商法處理，一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到,例:三、電位分析法的應(yīng)用與計(jì)算示例

applicationa43計(jì)算

表中的一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到,例:

二級(jí)微商等于零時(shí)所對(duì)應(yīng)的體積值應(yīng)在24.30～24.40mL之間,準(zhǔn)確值可以由內(nèi)插法計(jì)算出:計(jì)算表中的一級(jí)微商和二級(jí)微商由后項(xiàng)減前項(xiàng)比體積差得到44例題2

將鈣離子選擇電極和飽和甘汞電極插入100.00mL水樣中,用直接電位法測(cè)定水樣中的Ca2+。25℃時(shí)，測(cè)得鈣離子電極電位為－0.0619V(對(duì)SCE),加入0.0731mol/L的Ca(NO3)2標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL,攪拌平衡后,測(cè)得鈣離子電極電位為－0.0483V(對(duì)SCE)。試計(jì)算原水樣中Ca2+的濃度？解：由標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算公式

S=0.059/2Δc=(Vs

cs)/Vo=1.00×0.0731/100ΔE=－0.0483－(－0.0619)=0.0619－0.0483=0.0136V

cx＝Δc(10ΔE/s－１)－1＝7.31×10－4（100.461－１)－1＝7.31×10－4×0.529＝3.87×10－4mol/L

試樣中Ca2+

的濃度為3.87×10－4mol/L。例題2將鈣離子選擇電極和飽和甘汞電極插入100.0045例題3

在0.1000mol/LFe2+溶液中,插入Pt電極(+)和SCE(-),在25℃時(shí)測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)為0.395V,問有多少Fe2+被氧化成Fe3+?解:SCE‖a(Fe3+),a(Fe2+)｜Pt

E=E鉑電極－E甘汞

=0.77+0.059lg(［Fe3+]/[Fe2+］)－0.2438lg(［Fe3+]/[Fe2+］)=(0.395+0.243－0.771)/0.059=－2.254設(shè)有X%的Fe2+氧化為Fe3+，則：

lg([Fe3+]/[Fe2+])=lgX/(1－X)=－2.254X/(1－X)=0.00557;X=0.557%;即有約0.56%的Fe2+被氧化為Fe3+例題3在0.1000mol/LFe2+溶液中46內(nèi)容選擇：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極principleofpotentiometeranalysisandionselectiveelectrode第二節(jié)電位分析法的應(yīng)用applicationofpotentiometry第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理principleofconductometry第四節(jié)

電導(dǎo)分析法應(yīng)用applicationofconductometry結(jié)束內(nèi)容選擇：第一節(jié)電位分析與離子選擇性電極結(jié)束47第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理第四章

電位與電導(dǎo)分析法一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyofelectrolytesolution

二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系relationshipbetweenconductanceandconcentration

三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素factorsinfluenced

on

conducto-metricmeasurement四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置conductometricmeasureanddevicesprincipleofconductometrypotentiometryandconductometry第三節(jié)第四章

電位與電導(dǎo)分析法一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)ba48一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyofelectrolytesolution

導(dǎo)電性質(zhì)：離子導(dǎo)電；

1.電導(dǎo)(G)、電導(dǎo)率()、摩爾電導(dǎo)率(m)

電導(dǎo)：衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，電阻的倒數(shù)。

G=1/R=A/l=

K(l/A)單位：西門子S，1S=1-1

電導(dǎo)率：

=1/=K(l/A)G

電阻率的倒數(shù)單位：Sm-1

兩電極板為單位面積，距離為單位長(zhǎng)度時(shí)溶液的電導(dǎo)。電導(dǎo)池常數(shù)：K(l/A)=l/A(A電極面積;l電極間距)

由標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率(查表)確定電導(dǎo)率和電導(dǎo)池常數(shù)一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyo49

單位：Sm2mol-1

不同濃度、不同類型電解質(zhì)導(dǎo)電能力的比較。摩爾電導(dǎo)率(m)

定義:

距離為單位長(zhǎng)度的兩電極板間含有單位物質(zhì)的量的電解質(zhì)的溶液的電導(dǎo)。

右圖中出現(xiàn)極大值的原因：

電導(dǎo)率的大小與溶液中離子數(shù)目和離子自由運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)。兩種因素相互制約。濃度大，相互作用力大。

無限稀釋摩爾電導(dǎo):

502.離子的電導(dǎo)與漂移速率(1)離子的電遷移率

離子在外加電場(chǎng)中受溶劑阻力和電場(chǎng)力，平衡時(shí)，以恒定的速率運(yùn)動(dòng)。離子的漂移速率B。

單位電場(chǎng)強(qiáng)度下離子的漂移速率:離子的電遷移率

uB=B/E(2)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律由右表數(shù)據(jù)可以得出離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律：電解質(zhì)

KCl0.014986LiCl0.011503KNO30.01450LiNO30.01101KCl0.014986KNO30.01450LiCl0.011503LiNO30.0110134.810-434.910-44.9010-44.9010-42.離子的電導(dǎo)與漂移速率(1)離子的電遷移率由51(3)離子的電導(dǎo)溶液的總電導(dǎo)：G=cim,i弱電解質(zhì)(乙酸)溶液的m離子104K+73.52Na+50.11Li+38.69H+349.82Ag+61.92Cl-76.34Br-78.4OH-1