第14章电位分析法
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电位分析法一、概论:电位分析法是通过化学电池的电流为零的一类方法二、电位分析法指示电极分类1、第一类电极:金属及其离子溶液2、第二类电极:金属及其难溶盐(或络合离子)3、第三类电极:金属与具有两种共同阴离子的难溶盐或难解离的络合离子4、第零类电极:惰性金属Pt 、Au 、C 等三、参比电极与盐桥1、参比电极1标准氢电极:在任何温度下电位值都为零,但一般不使用,因为操作麻烦又贵。
2甘汞电极和银-氯化银电极:电极电位可从P362查表获得甘汞电极:)/(|)(),(22L xmol KCl s Cl Hg l Hg 银-氯化银电极:)/(|)(),(L xmol KCl s AgCl s Ag 2、盐桥1作用:联通电路,消除或减小液接电位2使用条件:不含被测离子、正负电子迁移率基本相等、离子浓度尽可能大,减少液接电位。
四、离子选择电极1、膜电电位E 膜=in Dd out D E E E ++=l in l out a a nF RT k ln '±(d E :扩散电位,D E :界面电位,a :活度)2、离子选择电极电位:l out ISE a nF RT const E ln '±=(负离子➕,正离子➖)l out ISE SCEBattery a nFRT K E E E ln ±=-=(负离子➖,正离子➕)ISE :离子选择电极,SCE :参比电极3、离子选择电极类型及其相应机理1玻璃电极:玻璃在纯水或稀酸中浸泡时,玻璃中的+Na 与溶液里的+H 发生交换,在玻璃表面形成水化胶层。
此时玻璃的结构为:内外水化胶层+中间干玻璃层;干玻璃层靠+Na 导电,而水化胶层靠+H 扩散导电。
2晶体膜电极A 、氟离子单晶电极:敏感膜为3LaF 的单晶薄片,氟离子能扩散进入膜相的缺陷空穴,膜中的氟离子也可以进入溶液,因而在两相界面上产生了膜电位。
B 、硫、卤素离子电极。
电位分析法的基本原理首先,我们需要了解电位的概念。
电位是指电极表面的电荷状态与标准电极之间的差异,通常用电压来表示。
在电化学分析中,我们常用的是标准氢电极作为参比电极,其电位被定义为0V。
其他电极的电位则相对于标准氢电极而言,可以是正值,也可以是负值。
其次,电位分析法的基本原理与电极反应有关。
在电化学分析中,电极上发生的反应可以分为氧化和还原两种类型。
氧化反应是指电极上的物质失去电子,而还原反应则是指电极上的物质获得电子。
这些电极反应会导致电极的电位发生变化,而电位的变化可以反映出物质的性质和浓度。
基于以上原理,电位分析法可以分为两种基本类型,一种是直接测量电极的电位变化来分析物质的浓度,比如PH计和离子选择电极;另一种是通过控制电位来促使特定的电极反应发生,然后测量电流来分析物质的性质,比如极谱法和循环伏安法。
在实际应用中,电位分析法具有许多优点。
首先,它具有高灵敏度和高选择性,可以对微量物质进行准确测定。
其次,电位分析法的操作简便,不需要复杂的仪器和昂贵的试剂,因此成本较低。
此外,电位分析法还可以应用于各种不同的物质,包括有机物、无机物和生物分子等。
然而,电位分析法也存在一些局限性。
首先,它对环境条件比较敏感,如温度、PH值等,需要严格控制。
其次,一些物质可能会与电极发生非特异性的反应,导致测定结果的误差。
因此,在实际应用中需要进行严格的实验设计和数据处理,以确保测定结果的准确性和可靠性。
总的来说,电位分析法是一种重要的电化学分析方法,它基于电极的电位变化来分析物质的性质和浓度。
通过理解其基本原理和特点,我们可以更好地应用电位分析法进行实验研究和数据分析,为科学研究和工程实践提供有力的支持。
电位分析法的基本原理电位分析法是一种用电位差测量来研究物质的分析方法。
它是一种非常重要的分析技术,在环境监测、生物医学、化学工业等领域都有广泛的应用。
本文将介绍电位分析法的基本原理,以及其在实际应用中的一些特点和优势。
电位分析法的基本原理是利用电极与待测物质之间的电位差来进行分析。
电位是指物质中电荷分布不均匀所产生的电场势能。
当电极与待测物质接触时,会产生一个电位差,这个电位差可以被测量出来。
通过测量不同条件下的电位差,可以得到待测物质的一些性质,比如浓度、活性、反应速率等。
电位分析法有许多不同的技术,比如电化学法、电动势法、离子选择电极法等。
这些方法都是基于电位差测量的原理,但是它们在具体应用中有一些不同的特点。
比如电化学法是利用电极与待测物质之间的电化学反应来进行分析,而电动势法是利用电位差来测量待测物质的浓度。
电位分析法有许多优势。
首先,它是一种非常灵敏的分析方法,可以测量非常小的电位差。
其次,它是一种非常快速的分析方法,可以在短时间内得到准确的结果。
此外,它还可以在不同条件下进行分析,比如在不同温度、压力下进行分析。
最后,它是一种非常简单的分析方法,只需要一些基本的仪器和设备就可以进行分析。
在实际应用中,电位分析法有许多不同的应用。
比如在环境监测中,可以利用电位分析法来测量水中的污染物浓度;在生物医学中,可以利用电位分析法来研究生物体内部的电位分布;在化学工业中,可以利用电位分析法来进行反应速率的测量。
总之,电位分析法是一种非常重要的分析方法,它的基本原理是利用电极与待测物质之间的电位差来进行分析。
它有许多不同的技术,但是它们都是基于电位差测量的原理。
在实际应用中,电位分析法有许多优势,比如灵敏、快速、简单等。
它在环境监测、生物医学、化学工业等领域都有广泛的应用。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解电位分析法的基本原理。
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:00,0,ln R R RRT nF αϕϕαΘ=+。
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ϕM 。
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。