电位分析法

第二部分 电化学分析法

第一节 电分析化学法概述

电分析化学法通常是指使待分析的试样溶液构成一化学电池，根据所组成电池的某些物理量与化学量之间的内在联系来进行测定的一种方法。

溶液的电化学性质是指当电流通过溶液构成化学电池时，化学电池的电位、电流、电导和电量等电学性质要随着溶液的化学组成和浓度的不同而不同的性质。

电化学分析法分三种类型：

1)第一类是以活度（浓度）与电学参数的直接函数关系为基础的方法；----直接测量法

2)第二类是以电学参数的变化指示滴定终点的滴定分析方法；----电滴定分析法

3)第三类是通过电流把试样中的测定组分转化为固相（金属或其氧化物），再以称量或滴定的方式测定的方法。----电质量（重量）法

根据所得的信号不同，具体分为：

1、电导分析法

2、电位分析法

3、电解分析法

4、库仑分析法

5、极谱法和伏安法

1. 电位分析法：

电位分析法按应用方式可为两类 ：

直接电位法：电极电位与溶液中电活性物质的活度有关，通过测量溶液的电动势，根据能斯特方程计算被测物质的含量；

电位滴定：分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。

研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。

2. 电解与库仑分析法：

电解分析：在恒电流或控制电位条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。

电重量分析法：电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。

库仑分析法：依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法

电流滴定或库仑滴定：恒电流下电解产生的滴定剂与被测物作用。

3. 极谱法与伏安分析：

伏安分析：通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。

极谱分析：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。

电位分析法

-------含氟牙膏中微量氟的检测分析

姓名：高伟

班级：环工0801

学号：200829090119

事件背景:

牙膏中的微量氟对人的牙齿有保健作用，氟可以增强牙齿钙的抗酸性，同时抑制细菌发酵产生酸，因此能够坚固骨骼和牙齿，预防龋齿。但高浓度的氟对人体的危害很大，轻则影响牙齿和骨头的发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒，使得骨头密度过硬，很容易产生骨折，重则会引起恶心、呕吐、心律不齐等急性氟中毒，如果人体每公斤含氟量达到３２～６４毫克就会导致死亡。试设计方案分析牙膏中氟的含量并指导合理使用含氟牙膏。

知识准备：

2010年国家卫生部颁布最新标准,规定成人牙膏总氟量在0.05%-0.15%之间，而原来标准中氟的含量在0.04%-0.15%之间，新标准中还规定了含氟儿童牙膏中氟的含量在0.05%-0.11%之间.利用我们学习的电位分析法可以很好的分析氟的含量.

实验过程：

a) 实验原理

氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：

其中0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。

用氟离子选择电极测量F-最适宜pH范围为5.5～6.5。pH值过低，易形成HF2-影响F-的活度；pH值过高，易引起单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。故通常用pH=6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH值。柠檬酸盐还可消除Al3+、Fe3+（生成稳定的络合物）的干扰。

使用总离子强度缓冲调节剂（TISAB），既能控制溶液的离子强度，又能控制溶液的pH值，还可消除Al3+、Fe3+对测定的干扰。TISAB的组成要视被测溶液的成份及被测离子的浓度而定。 b) 仪器和试剂

1．离子计或pH/mV计，电磁搅拌器。

2．氟离子选择电极，饱和甘汞电极。

3．NaF标准贮备液，1.000mg∙mL-1：准确称取在120℃下烘干的NaF 2.2100克于塑料杯中，用去离子水溶解，转入1000mL容量瓶中，定容，摇匀。转入塑料瓶中贮存。

电位分析法习题

1.选择题

1-1 在直接电位法中的指示电极，其电位与被测离子的活度的关系为.( )

A. 成正比 B. 与其对数成正比

C. 符合能斯特公式 D. 无关

1-2 在下述电池的图解表示式中，规定左边的电极为 ( )

Ag，AgCl│Cl-，F－(恒定)│LaF3│F－(试液)|| SCE

A. 正极 B. 负极 C. 阴极 D.工作电极

1-3 pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡24小时, 目的在于（ ）

A. 清洗电极表面，除去沾污的杂质

B. 活化电极，更好地形成水化层

C. 降低不对称电位和液接电位

D. 校正电极

1-4 离子选择电极产生膜电位，是由于（ ）

A. Donan电位的形成 B. 扩散电位的形成

C. 扩散电位和Donan电位的形成 D. 氧化还原反应

1-5 pH玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( )

A. 内外溶液中 H+ 浓度不同

B. 内外溶液的 H+ 活度系数不同

C. 内外玻璃膜表面特性不同 D. 内外参比电极不一样

1-6 pH玻璃电极产生酸误差的原因是 （ ）

A. 玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀

B. H+ 与H2O形成H3O+，结果H+降低，pH增高

C. H+ 浓度高，它占据了大量交换点位，pH偏低

D. 在强酸溶液中水分子活度减小，使H+ 传递困难，pH增高

1-7 使pH玻璃电极产生钠差现象是由于 ( )

A. 玻璃膜在强碱性溶液中被腐蚀

B. 强碱溶液中 Na+ 浓度太高

C. 强碱溶液中OH－ 中和了玻璃膜上的 H+

D. 大量的 OH－ 占据了膜上的交换点位

1-8 用pH玻璃电极测定pH约为12的碱性试液，测得pH比实际值（ ）

A. 高 B. 低 C. 两者相等 D. 难以确定

简明定量分析化学配套练习

- 32 - 电位分析法习题

一、判断题：

1.参比电极的电极电位是随着待测离子的活度的变化而变化的。( )

2.玻璃电极的优点之一是电极不易与杂质作用而中毒。( )

3.pH玻璃电极的膜电位是由于离子的交换和扩散而产生的，与电子得失无关。( )

4.电极电位随被测离子活度的变化而变化的电极称为参比电极。( )

5.强碱性溶液(pH＞9)中使用pH玻璃电极测定pH值，则测得pH值偏低。( )

6.pH玻璃电极可应用于具有氧化性或还原性的溶液中测定pH值。( )

7.指示电极的电极电位是恒定不变的。( )

8.原电池的电动势与溶液pH的关系为E =K+0.0592pH，但实际上用pH计测定溶液的pH值时并不用计算K值。( )

9.普通玻璃电极不宜测定pH＜1的溶液的pH值，主要原因是玻璃电极的内阻太大。( )

10.Ag－AgCl电极常用作玻璃电极的内参比电极。( )

11.用玻璃电极测定溶液的pH值须用电子放大器。( )

12.在直接电位法中，可测得一个电极的绝对电位。( )

13.酸度计是专门为应用玻璃电极测定pH值而设计的一种电子仪器。( )

14.普通玻璃电极应用在pH≈11的溶液中测定pH值，结果偏高。( )

15.用玻璃电极测定pH＜1的酸性溶液的pH值时，结果往往偏高。( )

16.pH玻璃电极的膜电位的产生是由于电子的得失与转移的结果。( )

17.指示电极的电极电位随溶液中有关离子的浓度变化而变化，且响应快。( )

18.25C时，甘汞电极的电极电位为 = (Hg2Cl2Hg)0.059lga(Cl-)。( )

二、选择题：

19.膜电位产生的原因是( )。

A、电子得失 B、离子的交换和扩散 C、吸附作用 D、电离作用

20.为使pH玻璃电极对H+响应灵敏，pH玻璃电极在使用前应在( )浸泡24小时以上。