4-电位分析法 课件

玻璃电极 EM
SCE
例，当下述电池中溶液是pH等于4.0的缓冲溶液时，在25℃时用毫 伏计测得电池的电动势为0.209V： 玻璃电极 H＋〔a=x〕 饱和甘汞电极 当缓冲溶液由三种未知溶液替代时，毫伏计读数如下(a)0.312V；(b) －0.017V；(c)0.088V。试计算每种未知溶液的pH值 解 (a)
离子选择性电极
一、定义
对溶液中特定阴阳离子有选择性呼对被测离子和共存干扰 离子
呼应程度的差别。
二、构造
电极敏感膜
电极管
内参比溶液和
1
内参比电极
电极膜浸入外部溶液时， 膜内外有
选择呼应的离子，经过交换和 分散
作用在膜两侧建立电位差，达 平衡
1. 膜电位
2.
膜电位是膜内分散电位和膜
参比电极：其电位那么不受试液组成变化的影 响，具有较恒定的数值。
理想的参比电极为：〔1〕电极反响可逆，符 合Nernst方程;〔2〕电势不随时间变化;〔3〕 微小电流流过时，能迅速恢复原状;〔4〕温 度影响小. 虽无完全符合的，但一些可以根本满足要求.
3、用参比电极的本卷须知
〔1〕内参比溶液液面高于样品溶液,坚持 内参比液外渗，以防止污染.
Kij = ai/ajZi /Zj
固定干扰法
〔三〕呼应时间
呼应时间是指离子选择性电极和参 比电极一 起从接触试液开场到电极电位变化稳 定〔动摇在 l mV以内〕所经过的时间．该值与膜 电位建立的 快慢、参比电极的稳定性、溶液的搅 拌速度有关．
选择性系数是判分别子选择性电极 性能的重要参数之一，它是个实验 数据，其实验测定方法有两种：
1、分别溶液法
2、混合溶液法
• 定义电极的能斯特相应斜率S为：

氧传感器
pH传感器
电位分析法可用于制备氧传感器， 用于监测环境中氧气浓度的变化， 以及其他应用领域。
电位分析法可以应用于制备pH传 感器，用于测量溶液的酸碱性和 酸度、碱度的变化。
电位分析法的未来发展和挑战
未来，随着科技的进步，电位分析法可能会更多地与纳米技术、可穿戴设备等领域结合，但也面临着仪器精度、 样品复杂度以及快速化需求等挑战。
食品安全
电位分析法可以用于食品中有害物质的检测， 帮助保障食品安全，支持消费者的信任。
优势
电位分析法具有高灵敏度、非破坏性、快速和 低成本等优点，适用于各种分析需求。
电位分析法和标准溶液，校准电极，并确保实验环境的稳定性。
2
测量电势
将电极浸入待测溶液中，记录电极的电势变化，并根据反应进行必要的计算。
电位分析法的原理和基本概念
电位分析法基于电极与待测物质之间的化学反应，如氧化还原反应。通过测量电极的电势变化，我们可以推断 溶液中的物质浓度、物种的选择性等信息。
电位分析法的应用领域和优势
环境监测
电位分析法可以用于检测水体中的重金属离子、 有机物污染物等，有助于保护环境和人类健康。
药物分析
通过电位分析法，我们可以快速准确地测定药 物中的成分，评估其质量并指导生产过程。
3
分析结果
根据测得的电势和相关计算，得出溶液中物质的浓度或其他性质的分析结果。
电位分析法实验结果的解读和 分析
实验结果的解读和分析是电位分析法的重要环节，它们需要充分考虑反应机 制、电极响应特性和实验条件，以获得可靠的结论和科学的推理。
电位分析法实验案例分享
滴定实验
通过电位分析法进行滴定实验， 可以确认酸碱滴定终点和测定溶 液中特定组分的含量。

第四章 电位分析法
对金属电极: Mn+/M = 0Mn+/M +(RT/nF) ㏑aMn+
E = + - - + L RT Mn+/M + ㏑aMn+ - 参比+ L nF 25℃,条件一定时 0.059 K+ ㏒ aMn+ n ●能斯特方程式的本质是：电池的电动势E与被 测物质的活度a的对数成正比。
●MCE-摩尔甘汞电极:以1mol/L的KCl溶液
为盐桥而构成的甘汞电极。其值在25℃， 101325Pa时为0.2828V。
第四章 电位分析法
●甘汞电极的构造
导线 绝缘帽 橡皮帽 内部电极 饱和KCl盐桥
多 孔 物 质
导线 铂丝 汞 甘汞
内部电极
多孔物质 下橡皮帽
第四章 电位分析法
●使用甘汞电极注意的问题
●思考：玻璃电极内参比液的活度与被测溶 液的pH值有无关系,为什么?
第四章 电位分析法
2.玻璃电极的膜电位 ●用水浸泡的玻璃膜表面形成溶涨层/水 和硅胶层/水化玻璃层，简称水化层 H+(l)+Na+Gl-(s) ═ Na+(l)+ HGl(s)
第四章 电位分析法
内部 缓冲液 （H+活 度a2） 内相界 电位内 内水 化层 干玻 璃层 外水 化层 外部 缓冲液
第四章 电位分析法
（2）可逆性要好：要求在整个电动势测
量过程中，电极反应、能量转变是可 逆的。 （3）重现性要好：电极本身的电位值基 本不随被测溶液的温度、浓度及介质
条件的改变而发生变化。
第四章 电位分析法
2.常用的参比电极
（1）标准氢电极 SHE-标准氢电极

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2.玻璃电极的构造
软质球状玻璃膜： 含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm
（30~100μm）
对H+选择性响应
内部溶液： 0.1 mol/L的HCl内参比溶液
内参比电极：
Ag-AgCl电极
其中内参比电极的电位是恒定的， 与被测溶液的pH无关；玻璃电极作为指示 电极，作用主要在玻璃膜上，当玻璃电极 浸入被测溶液时，玻璃膜处在内部溶液和 待测溶液之间，两溶液中的H+活度不同，
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2.2 电解池
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铜电极： Cu 2 2e Cu 还原反应
阴极
负极
银电极： 2Ag 2Ag 2e 氧化反应
阳极
正极
电解池的总反应： 2Ag Cu2 2Ag Cu
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每一个化学电池都是由两个电极同时浸入适当的电解质溶液中所组成的。原电 池和电解池之间，在一定条件下是可以相互转变的。
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§4-2电位分析法
以测定化学电池两电极间的电位差或电位差的变化为基础的电化学分析法叫电位分 析法。 1．电位分析法的种类： 直接电位法（电位测定法）：
根据电极电位与待测组分活度之间的关系，利用测 得的电位差值直接求得待测组分的活度（或浓度）的 方法。
电位滴定法：
根据滴定过程中电位差的变化来确定滴定终点的容 量分析法。
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指示电极
1．金属-金属离子电极： ✓应用：测定金属离子
✓ 例：Ag︱Ag+ Ag+ + e → Ag
0.059 lg aAg ' 0.059 lg CAg
2．金属-金属难溶盐电极： ✓应用：测定阴离子