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電位分析法電化學分析法的定義及分類電化學分析法電化學分析法何為電位分析法電位分析法的原理電位分析法的特點課程內(nèi)容:電化學分析法的定義及分類定義:電化學分析法是基于被分析溶液的各種電化學性質(zhì)來確定組成及含量的

分析法。電化學分析法的定義電化學性質(zhì):電流、電位、電導、電量電化學分析法的定義及分類電化學分析法的分類電導分析法極譜分析法電重量分析法電解分析法庫侖分析法電位分析法電位分析法的定義及分類何為電位分析法電位分析法的定義及分類電位分析法的定義:電位分析法的定義以測量原電池的電動勢為基礎,根據(jù)電動勢與溶液中某種離子活度(濃度)的關系建立的一種電化學分析法。電極電位差電位分析法的定義及分類電極:將金屬放入對應的溶液后所組成的系統(tǒng)。化學電池:由兩支電極構(gòu)成的系統(tǒng);化學能與電能的轉(zhuǎn)換裝置;電化學分析法中涉及到兩類化學電池:原電池:自發(fā)地將化學能轉(zhuǎn)變成電能;電解電池:由外電源提供電能,使電流通過電極,在電極上發(fā)生電極反應的裝置。電池工作時,電流必須在電池內(nèi)部和外部流過,構(gòu)成回路。溶液中的電流:正、負離子的移動?;瘜W電池電位分析法的定義及分類陽極:發(fā)生氧化反應的電極(負極)陰極:發(fā)生還原反應的電極(正極)陽極≠正極陰極≠負極原電池電極電位較正的為正極電位分析法的定義及分類SO42-Zn2+e-e-SO42-Cu2+K+CuZnK+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-Cl-K+K+Cl-K+K+K+Cl-Cl-K+Cl-Cl-Cl-1.連通電路2.使溶液呈電中性3.使電流持續(xù)穩(wěn)定電極反應:負極:正極:總反應:

Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++CuCu2++2e-=Cu電位分析法的定義及分類電位分析法的分類直接電位法電位滴定法參比電極指示電極電位差計(不變)(隨離子活度改變)概述參比電極概述飽和甘汞電極銀-氯化銀電極課程內(nèi)容:一、概述參比電極是用來提供電位標準的電極。對參比電極的主要要求是:電極的電位值已知且恒定,受外界影響小,對溫度或濃度沒有滯后現(xiàn)象,具備良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。電位分析法中最常用的參比電極是甘汞電極和銀-氯化銀電極,尤其是飽和甘汞電極(SCE)。飽和甘汞電極參比電極二、飽和甘汞電極甘汞電極由Hg2Cl2-Hg混合物以及KCI溶液組成。其結(jié)構(gòu)圖所示。甘汞電極的電極組成和結(jié)構(gòu)玻璃套管,內(nèi)套管封接一根鉑絲,鉑絲插入純汞中,汞下裝有甘汞和汞的糊狀物;外套管裝入氯化鉀溶液,電極下端與待測溶液接觸處是熔接陶瓷芯或玻璃砂芯等多孔物質(zhì)。最常用的汞電極的KCI溶液為飽和溶液液,因此稱為飽和甘汞電極。英文縮寫為SCE。二、飽和甘汞電極使用前:取下膠帽飽和甘汞電極的使用使用中:高度,電極應垂直置于溶液中,內(nèi)參比溶液的液面應較待測溶液的液面高保證液位高度,電極下端要保持有少量KCI晶體存在排氣泡檢查電極下端陶瓷芯毛細管是否暢通。檢查方法是:先將電極外部擦干,然后用濾紙緊貼瓷芯下端片刻,若濾紙上出現(xiàn)濕印,則證明毛細管未堵塞。外套管,當待測溶液中含有Ag+、S2-、Cl-1及高氯酸等物質(zhì)時,應加置KNO3鹽橋。溫度,溫度改變會發(fā)發(fā)生滯后效應,在溫加置鹽橋可減小溫度滯后效應所引起的電位漂移。

80℃上時電位值不穩(wěn)定,此時應改用銀氯化銀電極。銀-氯化銀電極參比電極三、銀-氯化銀電極將表面鍍有AgCl層的金屬銀絲,浸入一定濃度的KCl溶液中,即構(gòu)成銀氯化銀電極,其結(jié)構(gòu)如圖所示。電極的組成和結(jié)構(gòu)三、銀-氯化銀電極溫度條件:在高溫溫度下能使用,而且有足夠穩(wěn)定性,因此可在高溫下替代甘汞電極。銀-氯化銀電極的使用排氣泡:銀-氧化銀電極用做外參比電極使用時,使用前必須除去電極內(nèi)的氣泡。液面高度:內(nèi)參比溶液應有足夠高度,否則應添加KCl溶液。這里特別要注意。KCI溶液必須用AgCl飽和,否則會使電極上的AgCl溶解。概述酸度計的使用概述酸度計的結(jié)構(gòu)pH復合電極酸度計的使用--pH值的測定課程內(nèi)容:一、概述測定溶液pH值的儀器叫酸度計,又稱pH計。根據(jù)pH的實用定義設計而成的。酸度計是一種高阻抗的電子管或晶體管式的直流毫伏計,它既可用于測量溶液的pH,又可以用作毫伏計測量電池電動勢。酸度計的結(jié)構(gòu)酸度計的使用二、酸度計的結(jié)構(gòu)mV-pH旋鈕:在“pH”位置時,儀器用于pH值的測定:當按鍵在“mV”位置時,儀器用于測量電池電動勢溫度調(diào)節(jié)器:是補償溶液溫度對斜率所引起的偏差。斜率”調(diào)節(jié)器:調(diào)節(jié)電極系數(shù)。定位”調(diào)節(jié)器:它的作用是抵消待測離子活度為零時的電極電位,即抵消E-pH曲線在縱坐標上的截距。電極架座:用于插電極架立桿的裝置。pH復合電極酸度計的使用三、pH復合電極在測定溶液的pH值時所需要的指示電極和參比電極分別是pH玻璃電極和飽和甘汞電極。pH復合電極優(yōu)點:使用方便不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響電極平衡速度較快三、pH復合電極pH復合電極的使用使用復合電極要注意以下幾個問題使用時電極下端的保護帽應取下,取下后應避免電極的敏感玻璃泡與硬物接觸,防止電極失效。使用后應將電極保護帽套上,帽內(nèi)應放少量外參比補充液,3mol/L

,1KCI溶液,以保持電極球泡濕潤。使用前發(fā)現(xiàn)帽中補充液干涸,應在3mol/L

,1KCI溶液中浸泡數(shù)小時,以保證電極性能。使用時電極上端小孔的橡皮塞必須拔出,以防止產(chǎn)生擴散電位,影響測定結(jié)果。溶液可以從小孔加入。電極不使用時,應將橡皮塞塞入,以防止補充液干涸。不能長期浸泡在蒸餾水、蛋白質(zhì)溶液和酸性溶液中,避免與有機硅油接觸。經(jīng)長期使用后,如發(fā)現(xiàn)斜率有所降低,可將電極下端浸泡在氫氟酸溶液(質(zhì)量分數(shù)為4%)中3-5秒,用蒸餾水洗凈,再在0.1mol/L的鹽酸溶液中浸泡。酸度計的使用--pH值的測定酸度計的使用四、酸度計的使用--pH值的測定打開儀器電源開關預熱20min儀器使用前準備將pH復合電極固定在電極架上,接上電極導線。用蒸餾水清洗兩電極需要插入溶液的部分,并用濾紙吸干電極外壁上的水。將儀器選擇按鍵置“pH”位置。四、酸度計的使用--pH值的測定儀器的校正根據(jù)GB/T9724-

2007

規(guī)定,校正酸度計方法

“一點校正法”和“二點校正法”兩種。儀器的校正其中一點校正法適用于對緊密度不太高的測定。對于精密測定,GB/T

9724-

-2007

規(guī)定用“二點校正法”。四、酸度計的使用--pH值的測定本次課重點學習,兩點校正。

兩點校正就是先用一種pH標準緩沖溶液定位,再測定另一種pH標準緩沖溶液,此時不要動“定位”調(diào)節(jié)器,而是調(diào)節(jié)“斜率”調(diào)節(jié)器,使儀器顯示值與第二種pH標準緩沖溶液的pH值相同。四、酸度計的使用--pH值的測定將兩電極插入pH值已知且接近7的標準緩沖溶液(pH=6.

86,25°C)

中。將功能選擇按鍵置“pH”位置上,調(diào)節(jié)“溫度”調(diào)節(jié)器使所指示的溫度刻度為該標準緩沖溶液的溫度值。將“斜率”鈕順時針轉(zhuǎn)到底。轉(zhuǎn)搖試杯,待電極反應達到平衡后,調(diào)節(jié)“定位”調(diào)節(jié)器,使儀器讀數(shù)為該緩沖溶液在當時溫度下的pH值。取出電極,移去標準緩沖溶液,用水清洗兩電極后,再插入另一接近被測溶液pH值的標準緩沖溶液中,輕搖試杯,旋動“斜率”鈕使儀器顯示該標準緩沖溶液的pH值(此時“定位”鈕不可動)。調(diào)好后,“定位”和“斜率”兩鈕都不應再動。具體操作如下:b.測量試液的pH值移去標準緩沖溶液,用水清洗兩電極后,插入待測試液中,輕搖試杯,待電極反應平衡后,讀取被測試液的pH值。知識回顧:直接電位法電位滴定法參比電極指示電極電位差計指示電極的定義何為指示電極何為指示電極指示電極的分類課程內(nèi)容:一、指示電極的定義電極電位隨溶液中待測離子的活度或者濃度而改變的電極。一般情況下,指示電極作正極。ψ指示=f(a)

(a為待測物質(zhì)的活度或濃度)一、指示電極的定義能斯特方程

指示電極的分類二、指示電極的分類指示電極的分類:金屬基電極和離子選擇性電極以金屬為基體發(fā)生氧化還原第

一類電極第二類電極第三類電極惰性金屬電極二、指示電極的分類金屬基電極第一類電極(金屬—金屬離子電極):將溶液浸入含有金屬離子的溶液組成。

能斯特方程:二、指示電極的分類金屬基電極第一類電極(金屬—金屬離子電極):將溶液浸入含有金屬離子的溶液組成。如:Ag與Ag+(AgNO3)組成的電極:

二、指示電極的分類金屬基電極第二類電極(金屬—金屬難溶鹽電極):由帶有該金屬難溶鹽的涂層,浸在與其難溶鹽有相同陰離子的溶液組成的。電極符號:Hg|Hg2Cl2,KCl(溶液)

二、指示電極的分類金屬基電極第三類電極:金屬與兩種具有相同離子的難溶鹽(或穩(wěn)定配合物),以及待測金屬陽離子組成。

電極符號:Hg|HgY2-,CaY2-,Ca2+

待測離子Mn+以Hg為例:Hg浸入含Hg—EDTA配合物測定Ca2+二、指示電極的分類金屬基電極惰性電極(零電極):將惰性金屬插入含有可溶性氧化態(tài)還原態(tài)物質(zhì)的溶液組成。如惰性電極Pt電極反應:Fe3++e-=Fe2+

電極符號:Pt|Fe3+,Fe2+惰性電極:Pt;Au;石墨,應用于電位滴定中氧化態(tài)還原態(tài)離子選擇性電極的定義及結(jié)構(gòu)離子選擇性電極的原理及特點膜電位產(chǎn)生的原因離子選擇性電極離子選擇性電極氟離子選擇性電極課程內(nèi)容:一、離子選擇性電極定義:具有敏感膜并能產(chǎn)生電位的電極,是一種電化學傳感器,又叫膜電極。離子選擇性電極的定義及結(jié)構(gòu)對離子具有高選擇性的響應膜玻璃或高分子聚合物材料做成通常為Ag/AgCl電極由氯化物及響應離子的強電解質(zhì)溶液組成一、離子選擇性電極具有敏感膜并能產(chǎn)生電位的電極,是一種電化學傳感器,又叫膜電極。離子選擇性電極的原理及特點原理:利用膜電勢測得溶液中離子的活度或濃度特點:※選擇性好(僅對特定的離子有響應)

※平衡時間短

※無電子遷移,靠離子擴散和交換產(chǎn)生膜電位。一、離子選擇性電極膜電位產(chǎn)生的原因

外參比電極‖被測溶液(ai未知)∣內(nèi)充溶液(ai一定)∣內(nèi)參比電極(敏感膜)

電池電動勢為:氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)氟離子選擇性電極的原理氟離子選擇性電極二、氟離子選擇性電極氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)敏感膜:(氟化鑭單晶)

摻有EuF2的LaF3單晶切片;內(nèi)參比電極:Ag-AgCl電極(管內(nèi))。內(nèi)參比溶液:0.1mol/L的NaCl和0.001mol/L的NaF混合溶液二、氟

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