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。
1 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Ksp。
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
2
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Ka值。 3
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。
4
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。 5
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？ 6
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∞/S·m2·mol-1分别为：∞(NH4Cl)=1.499×10-2，∞(NaOH)=2.487×10-2，∞(NaCl)=1.265×10-2。所以
NH3·H2O 溶液的 ∞(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
仪器分析电位分析法习题答案
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电位分析习题
一.单项选择题
( ) 1、在直接电位法中，指示电极的电位与被测离子活度的关系为______
A.无关
B.成正比
C.与其对数成正比
D.符合能斯特公式
( )2、电位分析法中作为参比电极，应满足的要求之一是：
A.其电位应与温度无关
B.其电位应等于零
C.测量过程中即使有微小电流通过，其电位仍保持恒定
D.不存在液接电位
( )3、采用 pH 的实用定义主要是因为：
A.单个离子的活度目前用电化学方法不能测量
B.液体接界电位的变化和理论上难以计算
C.K'不能准确的测定和计算，并经常发生变化
D.不对称电位可能随时间而变化( )4、氟化镧单晶膜氟离子选择电极的膜电位的产生是由于_______
A.氟离子在晶体膜表面氧化而传递电子
B.氟离子进入晶体膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构
C.氟离子穿透晶体膜而使膜内外氟离子产生浓度差而形成双电层结构
D.氟离子在晶体膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构
( )5、电位滴定是以测量电位的变化情况为基础，下列因素影响最大的是：
A.外参比电极电位 B.液接电位
C.不对称电位
D.被测离子活度
( )6、电位滴定法比直接电位法更准确，这是因为：
A.直接电位法在用能斯特方程计算时有误差
B.电位滴定法选用了比直接电位法更灵敏的电极
C.电位滴定法是以测量电位的相对变化为基础的
D.电位滴定法比直接电位法的干扰因素少
( )7、由电动势测量误差看，如用同一仪器测下列离子，最不宜用直接电位法测定的是：
A.H +
B.NO 3 -
C.Ca 2+
D.B 3+
( )8、氟离子选择电极在使用前需用低浓度的氟溶液浸泡数小时，其目的
A.清洗电极
B.检查电极的好坏
C.活化电极
D.检查离子计能否使用
( )9、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.大
