第五章电位分析法解读
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第九章电位分析法•电位分析法的种类:•直接电位法: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(或电极电位值)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(或电极电位)的变化来确定滴定终点的容量分析法。
电位分析原理principle of potentiometry analysis 电位分析是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(电池电动势)所进行的分析测定。
ΔE = E + - E- + E液接电位装置:参比电极、指示电极、电位差计;当测定时,参比电极的电极电位保持不变,而指示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变。
电位分析的理论基础理论基础:能斯特方程(电极电位与溶液中待测离子间的定量关系)。
对于氧化还原体系:Ox + ne - = ReddRe Ox OOx/Red ln a a nF RT E E += 对于金属电极(还原态为金属,活度定为1):+++=n n M O /M M ln a nF RT EE一、离子选择性电极的种类、原理与结构•离子选择性电极:离子选择性电极是一类具有薄膜的电极。
其电极薄膜具有一定的膜电位,膜电位的大小就可指示出溶液中某种离子的活度,从而可用来测定这种离子。
1976年IUPAC基于膜的特征,推荐将其分为以下几类:二.玻璃膜(非晶体膜)电极非晶体膜电极,玻璃膜的组成不同可制成对不同阳离子响应的玻璃电极。
H+响应的玻璃膜电极:敏感膜厚度约为0. 5mm。
SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成的特殊玻璃膜。
水浸泡后,表面的Na+与水中的H+ 交换,表面形成水合硅胶层。
玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡。
玻璃膜电极外部试液a 外 内部参比a 内 水化层 干玻璃 Ag+AgCl膜相溶液(外)φd溶液(内)αⅠαⅡāⅡāⅠφD外φD内玻璃膜电位的形成玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡,生成三层结构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层:水化硅胶层厚度:0.01~10 μm。
电位分析法的定义、分类和特点1、电位分析法的定义、分类和特点定义:利用测得电极电位与被测物质离子浓度的关系求得被测物质含量的方法叫电位分析法。
分类:直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极,选择性地把待测离子的活度(或浓度)转化为电极电位加以测量,依据Nernst方程式,求出待测离子的活度(或浓度),也称为离子选择电极法。
这是二十世纪七十时代初才进展起来的一种应用广泛的快速分析方法。
·电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点相近电位的突跃来确定滴定尽头的滴定分析方法。
电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定尽头的方法不同。
特点:应用范围广――可用于很多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。
由于测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的讨论及热力学常数的测定。
·测定速度快,测定的离子浓度范围宽。
·可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、细胞等对象的分析。
2.化学电池化学电池是由两组金属—溶液体系构成的。
每一个化学电池有两个电极。
分别浸入适当的电解质溶液中,用金属导线从外部将两个电极连接起来,同时使两个电解质溶液接触,构成电流通路。
电子通过外电路导线从一个电极流到另一个电极,在溶液中带正负电荷的离子从一个区域移动到另一个区域以输送电荷,*后在金属—溶液界面处发生电极反应,即离子从电极上取得电子或将电子交给电极,发生氧化—还原反应。
假如两个电极浸在同一个电解质溶液中,这样构成的电池称为无液体接界电池;假如两个电极分别浸在用半透膜或烧结玻璃隔开的或用盐桥连接的两种不同的电解质溶液中,这样构成的电池称为有液体接界电池。
用半透膜、烧结玻璃隔开或用盐桥连接两个电解质溶液,是为了避开两种电解质溶液的机械混合,同时又能让离子通过。