第9章电位分析法.
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第九章 电位分析法6.pH 玻璃电极和饱和甘汞电极组成如下测量电池:pH 玻璃电极 | H +(a = x ) SCE在25 ˚C 时,测得pH 为5.00 标准缓冲溶液的电动势为0.218V ;若用未知溶液代替标准缓冲溶液,测得电动势为0.06V ,计算未知溶液的pH 。
解:答:的值为解得可得由电池 2.32pH pH059.00.06 5.000.0590.218pH 059.0×+=×+=+=K K K E7.用镁离子选择性电极测定溶液中Mg 2 +,其电池组成如下:镁离子选择性电极 | Mg 2 +(1.15×10– 2 mol·L – 1) SCE 在25˚C 测得该电池的电动势为0.275 V ,计算:(1) 若以未知浓度的Mg 2 +溶液已知代替溶液,测得电动势为0.412 V ,求该未知溶液的pM ;(2) 若在(1)的测定中,存在±0.002 V ,的液接电位,此时测得的Mg 2+的浓度可能在什么范围内?解:答:的值为解得可得由电池 6.64pM 51.6pM 2059.0002.00.412pM 2059.0002.0412.0)2(57.6pM pM 2059.0412.0)1015.1lg (2059.00.275)1(pM 059.0212<<+=−+=++=×−+=+=−K K K K K E8. 有一玻璃膜钾电极,在浓度为0.1000 mol·L –1 NaCl 溶液中测得电位为67 mV ,而在同样浓度的KCl 溶液中电位为 113 mV ,计算:(1) 电极的选择系数 K K +, Na + ;(2) 在 1.00 × 10–3 mol·L –1 NaCl 和 1.00 × 10–2 mol·L –1 KCl 混和溶液中测定误差是多少(电极斜率为 59 mV /pK )?解:答:测量误差)(解得,)(%70.1%1001000.11000.117.0%100][K ]Na [217.0lg 059.0067.0lg 059.0113.0123K ,Na K ,Na 11K ,Na K =××××=×==+=+=−−+++++++++K K a K K a K 9.以甘汞电极和氟离子选择电极组成如下电池:SCE 试液或标准溶液 | 氟离子选择性电极当氟离子浓度为0.001 mol·L –1 时,测得的电动势为0.158 V ;于同样的电池中,放入未知浓度的含氟试液,测得的电动势为0.217V ,计算未知溶液的氟离子浓度。
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。
第九章 电位分析法1、试以pH 玻璃电极为例简述膜电位的形成机理。
答:纯SiO 2制得的石英玻璃不具有响应H +的功能,在石英中加入Na 2O ,引起Si -O -Si 键断裂,形成荷电的硅氧交换Si -O -Na +位。
当玻璃电极浸泡水中,H +可进入玻璃膜与Na +交换,占据Na +的点位,当电极与试液接触时,由于H +活度不同发生扩散,产生相界电位。
‘,,lg059.0外外外外+++=H H aa K E‘,,lg059.0内内内内+++=H H a a K E内外内外膜,,lg 059.0++=-=H H a a E E E作为为玻璃电极整体,而E 参和内,+H a为常数,合并常数项pH K a K E E E H 059.0lg 059.0,-=+=+=+外膜内参玻2、在用电位法测量溶液pH 时,为什么必须使用标准缓冲溶液。
答: E 玻 = K - 0.059pH 由于K 无法测量,实际测定中,未知液pH x 的测量是与标准缓冲溶液的pH s 相比较测定的,且E 玻须与参比电极组成电池,通过E 电池测定。
若SCE 为正极:pHK a K E K E E E E E E E E E E 外H 膜膜AgCl Ag SCE SCE 059.0lg 059.0,/+=-=-=++--=++-=++液接不对称液接不对称玻电池由 E x = K +0.059pH x E s = K +0.059pH s 整理得: 059.0sx s x E E pH pH -+=3、在下列滴定体系中应选择什么电极作指示电极? (1)用S 2-滴定Ag +; (2)用Ag +滴定I -;(3)用F -滴定Al 3+;(4)用Ce 4+滴定Fe 2+ 答:(1)银电极; (2)银电极; (3)Al 3+选择性电极; (4)铂电极4、用玻璃电极作指示电极,以0.2000mol/L KOH 溶液滴定0.0200mol/L 苯甲酸溶液。