第章电位分析法
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Instrumental Analysis第10章电位分析法10-4直接电位法y104 直接电位法电位滴定法y10-5 电位滴定法y10-6 电位分析法的应用5.掌握电位滴定法的测定原理和应用。
10‐1 概述电位分析法——是利用电极电电位分析法位与化学电池电解质溶液中某种组分活度(浓度)的对应关系而实现定量测定的一种电化学分析法。
学分析法●理论基础——Nernst方程式电位分析法特点电位法特点(1)灵敏度高(2)选择性好(3)仪器简单、操作方便,易于实现自动化(4)应用广泛()应用广泛10‐2 离子选择性电极Ion-Selective Electrodes (ISE)一、离子选择性电极的定义、结构和分类1、定义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。
其电极电位与溶液中给定离子活度的对数呈线性关系。
、离子选择牲电极的基本构造2、离子选择电造二、离子选择性电极的电位1、膜电位——离子选择电极膜电位是膜内扩散电位和膜与电解质溶液形成的内外界面的界面电位的代数和。
扩散电位——在两种不同离子或离子相同而活度不同的液液界面上,由于离子自由扩散速率离的不同所形成液接电位,称为扩散电位。
界面电位——膜与溶液接触时,膜相中可活动的离子与溶液中的某些离子有选择的发生互相作用,这种强制性和选择性的作用,从而造成两相界面的电荷分布不均匀产生双电层形成两相界面的电荷分布不均匀,产生双电层形成电位差,这种电位称为界面电位或相间电位。
膜电位——是膜内扩散电位和膜与电解质溶液形成的内外界面的界面电位的代数和。
三、玻璃膜电极1、pH玻璃电极的结构1pH玻璃电极的结构a a.单玻璃电极b.复合电极2、pH玻璃电极的响应机理pH玻璃电极膜电位形成示意图3、pH玻璃电极的特性(1)钠差(碱差)和酸差钠差——在pH≻9或含Na+浓度较高的溶液中,测得的pH比实际值偏低,引入的误差称为钠差(或碱差)。
酸差——在pH≺1或较高酸性条件下,测得的pH比实际值偏高,引入的误差称为酸差。
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。
第4章电位分析法教学时数:4学时教学要求:1、掌握电位分析法基本原理,电极电位、电池电动势、膜电极、工作电极、参比电极、指示电极等基本概念。
2、掌握pH玻璃电极,氟离子选择性电极结构、响应机理及性能特点,溶液pH值的测定。
理解膜电位的产生。
3、掌握离子选择性电极的性能参数,理解电极选择性系数Kij的意义,掌握测量误差的计算。
4、掌握离子活度测定的方法原理,理解离子强度总调节剂的作用。
5、掌握定量分析方法及有关的计算,电位分析法的应用。
6、了解电位滴定的原理及滴定终点的确定。
教学重点与难点:重点:电位分析法基本原理,膜电位的产生,溶液pH值的计算,离子选择性系数Kij的意义,测量误差的计算,离子强度总调节剂,定量分析方法。
难点:膜电位的产生,离子选择性系数的理解与应用,离子活度、测量误差的计算。
4.1 电化学分析法概要一、方法简介根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化,通过测量某种电参量变化求得分析结果的一类方法。
1、分类2、 方法特点准确度高,重现性和稳定性好灵敏度高,10-4~10-8 mol/L 10-10~10-12mol/L (极谱,伏安) 选择性好(排除干扰)应用广泛(常量、微量和痕量分析) 仪器设备简单,易于实现自动化已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。
二、电化学分析中某些术语与概念2、原电池3、电解池4、指示电极、辅助电极和参比电极指示电极:电极电位随电解质溶液的浓度或活度变化而改变的电极。
(E 与C 有关)参比电极:电极电位不受溶剂组成影响,其值维持不变。
(E 与C 无关) 辅助电极(对电极):提供电子传递的场所,当通过电流很小时,一般直接由工作电极和参比电极组成电池,但当电流较大时需采用辅助电极构成三电极系统来测量。
电位法中采用两电极——不产生电流(I=0) 伏安法中采用三电极——产生电流信号1、化学电池5、电解质与支持电解质电解质:指电极间电子传递的媒介,由溶剂和高浓度的电解质盐以及电活性物质等组成。