電位分析法及其應(yīng)用

電位分析法及其應(yīng)用電位分析法

電位分析是在零電流條件下，以測(cè)定兩電極間的電位差(電池電動(dòng)勢(shì))或電位差變化為基礎(chǔ)的電化學(xué)分析法。電位分析{直接電位法電位滴定法電分析法測(cè)量?jī)x器直接電位法電位滴定法電分析電極參比電極{甘汞電極Ag/AgCl電極指示電極{第一、二、三類電極金屬氧化還原電極電位分析的應(yīng)用1、酸堿滴定首先，以最基本的酸堿滴定為例用移液管準(zhǔn)確吸取10.00mLNaOH溶液于50mL小燒杯中，加入20.00mL蒸餾水和酚酞指示劑，并攪拌。將pH復(fù)合電極浸入待測(cè)溶液。之后，讀取起始體積數(shù)和pH值（待pH讀數(shù)穩(wěn)定后再記錄）。按下滴定啟動(dòng)鈕，每加入一定體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄一次VHCl-pH值，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前每次加1.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。電位分析的應(yīng)用當(dāng)達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近時(shí)，每次加0.20mL，過(guò)了化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后每次仍然加1.00mL，一直滴到13.00mL。重復(fù)測(cè)定兩次，并作好記錄。取出pH復(fù)合電極。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作pH-VHCl和ΔpH/ΔV-VHCl曲線，確定終點(diǎn)VHCl，計(jì)算待測(cè)NaOH溶液濃度。電位分析的應(yīng)用2、電位滴定法測(cè)定氯離子以硝酸銀作滴定劑為例，在滴定過(guò)程中，氯離子和銀離子的濃度發(fā)生變化，可用銀電極或氯離子選擇性電極作為指示電極，指示在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近發(fā)生的電位突躍。電位分析的應(yīng)用化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前，Ag電極的電位決定于Cl-的濃度?；瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，[Ag+]=[Cl-]，可由Ksp，AgCl求出Ag+的濃度，由此計(jì)算出Ag電極的電位?；瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)后，Ag電極電位決定于Ag+的濃度，其電位由下式計(jì)算：電位分析的應(yīng)用3、水中微量氟的測(cè)定通過(guò)對(duì)氟離子在氟電極上電位響應(yīng)，提出了電位分析法測(cè)定水中微量氟的方法。該方法簡(jiǎn)單、快捷、靈敏。目前，氟的測(cè)定主要是以茜素磺酸鈉或其它指示劑的硝酸釷滴定法，但該法終點(diǎn)轉(zhuǎn)變不夠明顯且pH值控制比較嚴(yán)格。采用氟離子選擇性電極為氟的分析開(kāi)辟了新的前景電位分析的應(yīng)用氟離子選擇性電極的敏感膜LaF3單晶薄片，離子在晶體中的導(dǎo)電過(guò)程是藉助于晶格缺陷而進(jìn)行的，靠近缺陷空穴的導(dǎo)電離子，能夠移動(dòng)至空穴中，其移動(dòng)過(guò)程可表示如下：電位分析的應(yīng)用離子的移動(dòng)便傳導(dǎo)電流。缺陷空穴的大小、形狀和電荷分布只容納特定的可移動(dòng)的晶格離子，其它離子不能進(jìn)入空穴，從而使晶體膜具有選擇性。氟電極的內(nèi)參比電極為銀-氯化銀絲。內(nèi)參比液為0.001mol/LNaF溶液0.1mol/LNaCl溶液。由于膜內(nèi)氟離子及氯離子的活度均為常數(shù)，所以氟電極電位與膜外溶液中氟離子活度之間的關(guān)系為：電位分析的應(yīng)用用一次標(biāo)準(zhǔn)加入法分別測(cè)定未知試液和加入一定體積的氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)測(cè)定該指示電極的電極電勢(shì)。根據(jù)未知液在氟電極上的電位Ex及在上述溶液中加入標(biāo)準(zhǔn)氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的電極電勢(shì)E，就可以計(jì)算出水中氟的含量。電位分析的應(yīng)用4、水的總硬度測(cè)定總硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它是形成水垢和影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。因此，總硬度的測(cè)定為確定水質(zhì)量和進(jìn)行水處理提供依據(jù)。水中總硬度即鈣鎂含量的測(cè)定方法通常是EDTA絡(luò)合劑絡(luò)合滴定法。人工讀取EDTA消耗體積，計(jì)算分析結(jié)果。如果用自動(dòng)電位滴定儀代替人工進(jìn)行分析，大大提高分析效率及準(zhǔn)確性，避免了人工滴定的終點(diǎn)誤判斷和某些操作產(chǎn)生的人為誤差。

電位分析的應(yīng)用儀器Metrohm-809自動(dòng)電位滴定儀；Metrohm-814自動(dòng)樣品轉(zhuǎn)換器及進(jìn)樣器；Cu2+選擇電極；Ag/AgCl參比電極；分析天平電位分析的應(yīng)用試劑緩沖溶液（pH=10）：取1.25gEDTA二鈉鎂和16.9g氯化銨溶于143mL濃氨水中，用水稀釋至250mL；EDTA二鈉溶液：濃度約為10mmol/L，用前用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定；鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液：10mmol/L。電位分析的應(yīng)用樣品前處理取50mL水樣置于樣品杯中（若水樣總硬度過(guò)高，可取適量水樣，用純水稀釋至50mL），加入4mL緩沖溶液，使用809型自動(dòng)電位滴定儀，用EDTA二鈉溶液進(jìn)行連續(xù)滴定。滴定中選用814型自動(dòng)樣品處理器，可放置16個(gè)樣品杯，1~15號(hào)樣品杯用于連續(xù)樣品的在線分析，16號(hào)樣品杯固定為沖洗位置。選用加液?jiǎn)卧渭覧DTA二鈉溶液。電位分析的應(yīng)用滴定模式參數(shù)選用動(dòng)態(tài)電位滴定（DET）模式，DET的測(cè)量密度4，信號(hào)漂移或電位變化率為30mV/min，攪拌速度選7。電位分析的應(yīng)用DET模式下的滴定曲線電位分析的應(yīng)用DET的滴定模式的特點(diǎn)是每次滴加的體積隨電位變化量而變。對(duì)于測(cè)定自不同濃度樣品的測(cè)定結(jié)果都可獲得如上圖所示的滴定曲線，其中EP是總硬度反應(yīng)滴定曲線的滴定終點(diǎn)，即等當(dāng)點(diǎn)。電位分析的應(yīng)用由圖中可以看出，在等當(dāng)點(diǎn)前后電位值變化不大，而等當(dāng)點(diǎn)附近有電位下降的突躍，所以EP是單位時(shí)間內(nèi)電位變化率最大的點(diǎn)。另外