第八章 电位分析法
第八章电位分析法 8.1 测得下列电池的电动势为0.972V(25℃)：Cd|CdX2，X—（0.0200mol/L）||SCE 已知，忽略液接电位，计算CdX2的K sp。 8.2 当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时，在25℃测得电池的电动势为0.209V： 当缓冲溶液用未知溶液代替时，测得电池电动势如下：①0.312V；②0.088V；③－0.017V。试计算每一种溶液的pH值。 解根据公式
8.3 用标准甘汞电极作正极，氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时，测得E＝0.342V。当待测液为NaOH溶液时，测得E＝1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL，用上述HCl溶液中和完全，需用HCl溶液多少毫升？ 8.4 25℃时，下列电池的电动势为0.518V（忽略液接电位）： 计算弱酸HA的K a值。
8.5 已知电池 测得E＝0.672V。计算HA的离解常数（忽略液接电位）。 8.6 测得下列电池电动势为0.873V(25℃)： 试计算Cd(CN)42—的稳定常数。
8.7 为了测定CuY2-的稳定常数，组成下列电池： 25℃时，测得电池电动势为0.277V，计算K CuY2-值。
8.8 有下列电池 30℃时，测得E＝0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值（忽略液接电位）。 8.9 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-)，用0.10 mol·L-1的Ce4+溶液进行滴定，当加入20.0mL滴定剂时，电池电动势的理论值应是多少？
8.10 在0.01mol·L-1FeSO4溶液中，插入铂电极(+)和SCE (-)，25℃时测得E＝0.395V，有多少Fe2+被氧化为Fe3+？ 8.11 20.00mL0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中，用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定，用铂电极(+)和SCE (-)组成电池，测得电池电动势为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂？
第四章电化学与电位分析法
第四章 电化学与电位分析法 一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？ 2.电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？ 3.电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？ 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？ 5.电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？ 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？ 7.何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？ 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T 为25℃,活度系数均为1） （1）Pt│Cr 3+（1.0×10－4mol·L －1），Cr 2+（0.10mol·L －1）‖Pb 2+(8.0× 10－2mol·L －1)│Pb 已知： 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ++ +=-=- 已知： 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++ == （3）Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L －1)‖HClO 4(0.100mol·L －1)│Cl 2(50663Pa),Pt 已知： 2 2//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ+-== （4）Bi│BiO +(8.0×10－2mol·L －1 )，H +(1.00×10－2mol·L －1)‖I－(0.100mol·L －1)，AgI(饱和)│Ag 已知： 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？ 10.以氟离子选择性电极为例，画出离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵
电位分析法及应用
电分析方法的电化学仪器装置较为简单，操作方便,尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。活体分析 液接电位可用盐桥尽量消除 电位分析法通过在零电流条件下测定电池的电动势或电极电位，应用能斯特方程，进行分析测定的方法。 E = E+ - E- + EL 电极的分类分类 方法 类型定义 按组成及机理第一类 电极 金属/金属离子电极的分类第二类 电极 金属/难溶盐或络离子 第三类 电极 金属/两种共同阴离子的难溶盐或络 离子 零类电 极 惰性材料电极（指示气体或均相反 应） 膜电极有敏感膜且能产生膜电位离子选择性 电极 按作用参比电 极 电极电位不随测定溶液和浓度变化而变 化的电极，作为基准，以显示指示电极电 位的变化。例如测定溶液pH时，用 甘汞电极作为参比电极 标准氢电极、 饱和甘汞电 极、银-氯化 银电极 指示电 极 电极电位则随测量溶液和浓度不同而变 化的电极，可用于指示溶液中离子活度的 变化例如测定溶液pH时用玻璃电 极极作为指示电极，玻璃电极的膜电位与溶 液pH成线性关系，可指示溶液酸度变化 五类电极 一、电极的构造、原理及特性指标 （一）电极及其分类（参比与指示） （二）离子选择性电极的种类和结构 （三）离子选择电极的特性 （一）电极及其分类（参比与指示） 1.参比电极：电极电位不随测定溶液和浓度变化而变化的电极，其中 ①标准氢电极（SHE）Pt / H2(101325 Pa), H+(a=1) 基准（一级标准） 在任何温度下，标准氢电极的电极电位为0，其他电极的电位为以氢电极为标准的相对值。 ②甘汞电极（NCE→饱和SCE），电极反应：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl- 半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）KCl
电位分析法
被测物质的最低量可以达到 10 mol/L 数量级。 第一章 电位分析法 第 一节 基本原理 1、电化学分析概述 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法。它是 以电导、电位、电流和电量等电参量与被测物之间的关系做为计量的基 础。 依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学 分析或电分析化学。 它通常是使待分析的试样溶液构成一化学电池（原电池或电解池）， 然后根据所组成电池的某些电物理量（如两电极间的电位差，通过电解 池的电流或电量，电解质溶液的电阻等）与其化学量之间的内在联系来 进行测定。 电化学分析法的特点: （1）灵敏度、准确度高，选择性好 -12 （2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动控制和 在线分析。 （3）应用广泛 传统电化学分析：无机离子的分析； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；药物分析； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。 根据所量的电参量的不同，电分析化学方法可分为三类： 第一类：在某些特定条件下，通过待试液的浓度与化学电池中某些电 参量的关系进行定量分析，如电导、电位、库仑极谱及伏 安分析 第二类：通过某一电参量的变化来指示终点的电容量分析好电位滴定
第三类：通过电极反应把被测物质，转变为金属或其它形式的搓化物，用重 量法测定基会量。 2、电化学电池 2．1原电池 能自发的将本身的化学能变成电能，这种化学电池称为原电池。 以铜锌原电池为例 锌电极、负极(阳极)：Z n→Z n2++2e氧化反应 铜电极、正极(阴极)：C u2++2e→C u还原反应 2．2电解池 实现某种电化学反应的能量由外电源供给则这种化学电池称为电解 池仍以铜电极和锌电极为例。 锌电极、负极(阴极)：Z n2++2e→Z n还原反应 铜电极、正极(阳极)：C u→C u2++2e氧化反应应注意：阳极、阴极是对实际发生的反应而言，阳极发生氧化反应，阴极发 生还原反应； 正极、负极是对电荷的流向而言，电子流出为负极，电子流入为正极。 2．3电池的表示方法 Zn ZnSO4（a1）CuSO4（a2）Cu E电池=E右-E左
第四章-电位分析法习题解答.doc
第四章电位分析法 1．M1| M1n+|| M2m+| M2在上述电池的图解表示式中，规定左边的电极为( ) (1) 正极(2) 参比电极(3) 阴极(4) 阳极 解：(4) 2. 下列强电解质溶液在无限稀释时的摩尔电导λ∞/S·m2·mol-1分别为： λ∞(NH4Cl)=1.499×10-2，λ∞(NaOH)=2.487×10-2，λ∞(NaCl)=1.265×10-2。所以NH3·H2O 溶液的λ∞(NH4OH) /S·m2·mol-1为( ) (1) 2.721×10-2(2) 2.253×10-2(3) 9.88 ×10-2(4) 1.243×10-2 解：(1) 3．钾离子选择电极的选择性系数为，当用该电极测浓度为 1.0×10-5mol/L K+，浓度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时，由Mg引起的K+测定误差为( ) (1) 0.00018% (2) 1.34% (3) 1.8% (4) 3.6% 解：(3) 4. 利用选择性系数可以估计干扰离子带来的误差，若,干扰离子的浓度为0.1mol/L，被测离子的浓度为0.2mol/L，其百分误差为(i、j均为一价离子)( ) (1) 2.5 (2) 5 (3) 10 (4) 20 解：(1) 5．下列说法中正确的是:
晶体膜碘离子选择电极的电位( ) (1) 随试液中银离子浓度的增高向正方向变化 (2) 随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 (3) 与试液中银离子的浓度无关 (4) 与试液中氰离子的浓度无关 解：(1) 6．玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为100，当钠电极用于测定1×10-5mol/L Na+时，要满足测定的相对误差小于1%，则试液的pH 应当控制在大于( ) (1) 3 (2) 5 (3) 7 (4) 9 解：(4) 7．离子选择电极的电位选择性系数可用于( ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率 解：(2) 8．在电位滴定中，以?E/?V－V（?为电位，V为滴定剂体积）作图绘制滴定曲线, 滴定终点为：( ) (1) 曲线的最大斜率（最正值）点 (2) 曲线的最小斜率（最负值）点 (3) 曲线的斜率为零时的点
电位分析法
Xi’an Jiaotong University 第9章 电位分析法 Potentiometry Xi’an Jiaotong University 1. 电化学分析法概述 2. 参比电极与指示电极 3. 直接电位法 4. 电位滴定法 5. 电位分析法的应用 内 容 Xi’an Jiaotong University 1.1 电化学分析法 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电化学分析。 电化学分析法的重要特征: 通过直接测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶液中有(或无)电流流动的情况下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。 §1. 概述 Xi’an Jiaotong University 设电池为：M ∣M n+‖参比电极 + ++- -=-=n M n M n M M M MF nF RT E E E E E αθln //参比参比参比电极：测定过程中电位保持恒定的电极 指示电极：电极电势随溶液浓度变化的电极 方法原理及特点 两个重要的电极 1.2 电位分析法 ★是电化学分析的一个重要分支。 E 参比——参比电极的电位，为定值。 Xi’an Jiaotong University 2.1 参比电极 §2. 参比电极与指示电极 标准氢电极（SHE ）: 基准，电位值为零(任何温度)。 甘汞电极: 电 极 反应：Hg 2Cl 2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl - 半电池符号：Hg ，Hg 2Cl 2（S ）KCl 电极电位：（25℃） 电极内溶液的Cl -活度一定，甘汞电极的电位不变。 Xi’an Jiaotong University 构成：银丝镀上一层AgCl 沉淀，浸在一定浓度的KCl 溶液中。 电极反应： AgCl + e- == Ag + Cl - 半电池符号： Ag ，AgCl （S ）KCl 电极电位（25℃）： E AgCl/Ag = E θAgCl/Ag - 0.059lg a Cl- 银-氯化银电极：
电位分析法的应用
电位分析法 学号：S1******* 姓名：高艳 1概述 电位分析法是电化学分析法的一个重要组成部分。电化学分析法主要是应用电化学的基本原理和技术，研究在化学电池内发生的特定现象，利用物质的组成及含量与它的电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。 2分类 电分析化学法是应用电化学基本原理和实验技术，根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法，以电导、电位、电流和电量等电参量与被测物含量之间的关系作为计量的基础。 根据所测量的电参量的不同，电分析化学法可分为三类：
3基本原理 电极电位的大小：由能斯特方程确定 整个氧化还原反应的电位由下列公式确定： 4参比电极 参比电极是测量电池电动势，计算电极电位的基准，因此要求它的电极电位已知而且恒定，在测量过程中，即使有微小电流(约10-8A 或更小)通过，仍能保持不变，它与不同的测试溶液间的液体接界电位差异很小，数值很低(1 --2mV)，可以忽略不计，并且容易制作，使用寿命长。 标准氢电极(SHE)是最精确的参比电极，是参比电极的一级标准，它的电位值规定在任何温度下都是0 V 。 实际工作中常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。 5指示电极 电位分析中，还需要另一类性质的电极，它能快速而灵敏的对溶液中参与半反应的离子的活度或不同氧化态的离子的活度比，产生能斯特响应，这类电极称为指示电极。 常用的指示电极主要是金属电极和膜电极两大类，就其结构上的差异可以分为金属-金属离子电极，金属-金属难溶盐电极，汞电极，惰性金属电极，玻璃膜及其他膜电极等。 6电位滴定法 当滴定反应平衡常数较小，滴定突跃不明显，或试液有色、浑浊，用指示剂指示终点有困难时，可以采用电位滴定法，即根据滴定过程中化学计量点附近的
2014 第七章 电位分析法 作业答案
第七章 电位分析法 作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分?10=20分) 1. pH 玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。 [ D ] A. 只有Na + B. 只有H + C. 只有OH - D. Na +和H + 2. 测定溶液中CO 2气体的气敏电极，其中介溶液中的平衡离子是( )。 [ D ] A. Cl - B. SO 42- C. NO 3- D. HCO 3- 3. 氟电极的主要干扰离子是( )。 [ B ] A. Cl - B. OH - C. NO 3- D. SO 42- 4. 氟电极的最佳pH 测量范围为5~ 5.5，当测量pH 较大时，其测量结果将比实际值( )。 [ A ] A. 偏高 B. 偏低 C. 不影响 D. 不能判断 5. 一种氟电极对OH -的选择系数为0.10，如允许误差为5％，那么在1.0??10-2mol.L -1的F -溶液中，能允许的OH -应小于( )mol.L -1。 [ B ] A. 5×10-2 B. 5×10-3 C. 5×10-4 D. 5×10-5 6. 某钠电极，其选择性系数30H ,N a =++K ，欲用此电极测定pNa=3的Na +溶液，并要求测量误差小于3.0%， 则试液pH 必须大于( )。 [ B ] A. 3.0 B. 6.0 C. 9.0 D.10 7. 以pH 玻璃电极做指示电极，用0.200 mol.L -1 KOH 溶液滴定0.0200 mol.L -1苯甲酸溶液；从滴定曲线上求得终点时溶液的pH 为8.22，二分之一终点时溶液的pH 为4.18，则苯甲酸的解离常数为( )。 [ B ] A. 6.2?10-5 B. 6.6?10-5 C. 7.2?10-5 D. 8.2?10-5 8. 常温、常压下，当试液中二价响应离子的活度增加一倍时，该离子电极电位变化的理论值是( )mV 。 [ C ] A. 2.8 B.5.9 C. 8.9 D. 10.2 9. 某玻璃电极的内阻为100M?，响应斜率为50mV/pH ，测量时通过电池回路的电流为1.0?10-12A ，由此产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH 单位。 [ D ] A. 2 B. 0.2 C. 0.02 D. 0.002 10. 有两支性能完全相同的氟电极，分别插入体积为25mL 的含氟试液和体积为50mL 的空白溶液中（两溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液），两溶液间用盐桥连接，测量此电池的电动势，向空白溶液中滴加浓度为1.0?10-4 mol.L -1的氟离子标准溶液，直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为 5.27mL ，则试液中氟离子含量为( )mg.L -1。 [ A ] A. 0.18 B. 0.36 C. 0.54 D. 0.72 二、解释下列名词 (3分?3=9分) 1. 不对称电位 敏感膜内外表面结构和性质的差异，如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。 2. 碱差 当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na +浓度较高的溶液时，玻璃膜除对H +响应，也同时对其它离子如Na +响应，因此测得的pH 比实际数值偏低，这种现象称为碱差。 3. 电位选择性系数
电位分析法
第10章电位分析法 【10-1】 电位法的依据是什么？它可以分为哪两类？ 答：用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。其理论依据是能斯特方程：0 0,0,ln R R R RT nF α??αΘ =+。它分为直接电位法和电位滴定法。 【10-2】 在构成电位分析法的化学电池中的两个电极的名称是什么？各自的特点是什么？ 答：构成电位分析法的化学电池中的两电极分别称为指示电极和参比电极。将电极电位随分析物活度变化的电极称为指示电极。将分析中与被测物活度无关，电位比较稳定，提供测量电位参考的电极称为参比电极。指示电极电位值与溶液中电活性物质常服从Nernst 方程；参比电极通常在电化学测量过程中，其电极电位基本不发生变化。 【10-3】 离子选择性电极的定义是什么？它的一般构造如何？ 答：离子选择性电极是一种以电位法测定某些特定离子活度的指示电极。膜电极的构成：1、电极杆(玻璃或塑料管)；2、内参比电极(Ag-AgCl)；3、内参比溶液敏感膜(关键部件)；4、敏感膜(关键部件)。 【10-4】 什么是膜电位？它是怎么产生的？ 答：横跨敏感膜两侧溶液之间产生的电位差称为离子选择性电极的膜电位?M 。膜电位产生的基本原理：溶液中的离子与电极敏感膜上的离子发生离子交换作用的结果。 【10-5】 简述pH 玻璃电极的响应机理。 答：玻璃电极浸泡在溶液中，玻璃膜表面形成很薄的一层水化层，即硅胶层。当水化层与溶液接触时，水化层中的H +离子与溶液中的H +离子发生交换而在内、外水化层表面建立下列平衡： H H ++ ?玻璃溶液 ，由于溶液中H +离子浓度不同，会有额外的H +离子由溶液进入水化层或由水化层转入溶液，因此改变了固-液二相界面的电荷分布，从而产生了电位差。 【10-6】 流动载体电极与玻璃电极或晶体膜电极的主要区别是什么？ 【10-7】 离子选择性电极的选择性系数的含义是什么？它是如何测得的？,i j K 有何用处？ 答：膜电极的响应没有绝对的专一性，而只有相对的选择性。离子选择电极在共存离子存在时的电极电位表示为：/2.303=lg()i j z z pot i ij j j i RT a K a z F ?± +∑常数，pot ij K 称为选择性系数，表示i 离子抗j 离子干扰能力的大小。选择性系数越小，说明电极对被测离子的选择性月好，即干扰离子的影响最小。它可以通过分别溶液法和混合溶液法测定。 【10-8】 画出电位法测定溶液pH 装置示意图并注明电极和仪器的名称。 答：
第九章 电位分析法课后习题及答案
第九章电位分析法 8.1 测得下列电池的电动势为0.972V(25℃)： 已知，忽略液接电位，计算CdX2的K sp。 8.2当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时，在25℃测得电池的电动势为0.209V： 当缓冲溶液用未知溶液代替时，测得电池电动势如下：①0.312V；②0.088V；③－0.017V。试计算每一种溶液的pH值。 解根据公式
8.3用标准甘汞电极作正极，氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时，测得E＝0.342V。当待测液为NaOH溶液时，测得E＝1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL，用上述HCl溶液中和完全，需用HCl溶液多少毫升？ 8.4 25℃时，下列电池的电动势为0.518V（忽略液接电位）： 计算弱酸HA的K a值。
8.5 已知电池 测得E＝0.672V。计算HA的离解常数（忽略液接电位）。 8.6 测得下列电池电动势为0.873(25℃)： 试计算Cd(CN)24-的稳定常数。
8.7 为了测定CuY2-的稳定常数，组成下列电池： 25℃时，测得电池电动势为0.277V，计算K CuY2-值。
8.8 有下列电池 30℃时，测得E＝0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值（忽略液接电位）。 8.9 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-)，用0.10 mol·L-1的Ce4+溶液进行滴定，当加入20.0mL滴定剂时，电池电动势的理论值应是多少？
8.10 在0.01mol·L-1FeSO4溶液中，插入铂电极(+)和SCE (-)，25℃时测得E＝0.395V，有多少Fe2+被氧化为Fe3+？ 8.11 20.00mL0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中，用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定，用铂电极(+)和SCE (-)组成电池，测得电池电动势为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂？
第三章 电位分析法
第三章 电位分析法 基本要求： 1．了解各离子选择电极的能斯特表达式 2．掌握离子选择电极的特性 3．掌握标准曲线法、标准加入法和Gran 作图法的应用 电位分析法（Potentiometric methods ）是在通过电池的电流为零的条件下测定电池的电动势或电极电位，从而利用电极电位与浓度的关系来测定物质浓度的一种电化学分析方法。 电位分析法分为电位法和电位滴定法两类。 电位法用专用的指示电极如离子选择电极，把被测离子A 的活度转变为电极电位，电极电位与离子活度间的关系可用能斯特方程表示： (3.1) 式（3.1）是电位分析法的基本公式。 电位滴定法是利用电极电位的突变代替化学指示剂颜色的变化来确定终点的滴定分析法。 必须指出，电位法是在溶液平衡体系不发生变化的条件下进行测定的，测得的是物质游离离子的量。电位滴定法测得的是物质的总量。 电位分析法利用一支指示电极与另一支合适的参比电极构成一个测量电池，如图3－1所示。通过测量该电池的电动势或电极电位来求得被测物质的含量、酸碱离解常数或配合物的稳定常数等。 图3－1 电位分析示意图 3.1 离子选择电极及其分类 3.1.1 离子选择电极 电位分析中使用的电极有离子选择电极和金属电极。它们可以作指示电极或参比电极。 离子选择电极（Ion selective electrode, ISE ）是一种电化学传感器，它由敏感膜以及电极帽、电极杆、内参比电极和内参比溶液等部分组成，如图3－2所示。敏感膜是指一个能分开两种电解质溶液并能对某类物质有选择性响应的连续层，它是离子选择电极性能好坏的关键。内参比电极通常用银－氯化银电极或用银丝。内参比溶液由离子选择电极的种类决定。也有不使用内参比溶液的离子选择电极。 图3－2 离子选择电极示意图 A A a z lg 0592 .0常数＋=?
