第十章 电位法及双指示电极电流滴定法
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第十章电位法及双指示电极电流滴定法一、内容提要本章讨论了电位法中常见的参比电极和指示电极,电位滴定法的装置和确定终点的方法,双指示电极电流滴定法(永停滴定法)的滴定曲线类型和滴定终点的判断。
电位法是利用测量原电池电动势以确定待测物含量的分析方法。
它分为直接电位法和电位滴定法。
其电极有参比电极和指示电极插入试液中组成。
参比电极常用饱和甘汞电极(SCE)或银-氯化银电极。
指示电极有金属-金属离子电极(第一类电极)、金属-金属难溶物电极(第二类电极)、惰性金属电极(零类电极)和离子选择性电极(膜电极)四类。
前三类电极的电位来自交换电子(或电子得失)的电极反应,膜电极的膜电位一般来自响应离子在电极膜上的交换与扩散作用。
玻璃电极是最常用的膜电极,它分为普通玻璃电极(如国产221型)和锂玻璃电极(如国产231型)。
影响直接电位法测定的因素有温度、pH值、共存离子、液接电位和待测离子浓度等。
其定量的方法有两次测量法、标准曲线法与标准加入法等。
电位滴定法确定终点的方法有四种,二级微商法最为常用。
电位法也常用来确定一些热力学常数,如K a,K b,K稳和K SP等。
电位法的仪器有pH计和离子计。
双指示电极电流滴定法(永停滴定法)是在固定电压下,测定滴定过程中电解电流的突变以确定滴定终点的方法。
电解池由两个相同的铂电极插入被滴定液中组成。
滴定曲线的形状取决于滴定剂电对与被滴定物电对的可逆性和被滴定物电对(可逆电对)的氧化型与还原型的浓度比。
本章重点是玻璃电极测量溶液pH的原理,电位滴定法确定终点的方法和双指示电极电流滴定法。
本章难点是玻璃电极测量溶液pH的原理。
二、习题(一)判断题()1.玻璃电极的电极电位是玻璃膜内外两相界面电位之差。
()2.在pH=13的NaOH溶液中,普通玻璃电极(如国产221型)的膜电位仅由H+的响应引起。
()3.电位滴定法中,ΔE/ΔV—V曲线的转折点(拐点)或Δ2E/ΔV2—V曲线的最大点对应的滴定剂体积为滴定终点。
Instrumental Analysis第10章电位分析法10-4直接电位法y104 直接电位法电位滴定法y10-5 电位滴定法y10-6 电位分析法的应用5.掌握电位滴定法的测定原理和应用。
10‐1 概述电位分析法——是利用电极电电位分析法位与化学电池电解质溶液中某种组分活度(浓度)的对应关系而实现定量测定的一种电化学分析法。
学分析法●理论基础——Nernst方程式电位分析法特点电位法特点(1)灵敏度高(2)选择性好(3)仪器简单、操作方便,易于实现自动化(4)应用广泛()应用广泛10‐2 离子选择性电极Ion-Selective Electrodes (ISE)一、离子选择性电极的定义、结构和分类1、定义离子选择性电极是一种以电位法测定某些特定离子活度的指示电极。
其电极电位与溶液中给定离子活度的对数呈线性关系。
、离子选择牲电极的基本构造2、离子选择电造二、离子选择性电极的电位1、膜电位——离子选择电极膜电位是膜内扩散电位和膜与电解质溶液形成的内外界面的界面电位的代数和。
扩散电位——在两种不同离子或离子相同而活度不同的液液界面上,由于离子自由扩散速率离的不同所形成液接电位,称为扩散电位。
界面电位——膜与溶液接触时,膜相中可活动的离子与溶液中的某些离子有选择的发生互相作用,这种强制性和选择性的作用,从而造成两相界面的电荷分布不均匀产生双电层形成两相界面的电荷分布不均匀,产生双电层形成电位差,这种电位称为界面电位或相间电位。
膜电位——是膜内扩散电位和膜与电解质溶液形成的内外界面的界面电位的代数和。
三、玻璃膜电极1、pH玻璃电极的结构1pH玻璃电极的结构a a.单玻璃电极b.复合电极2、pH玻璃电极的响应机理pH玻璃电极膜电位形成示意图3、pH玻璃电极的特性(1)钠差(碱差)和酸差钠差——在pH≻9或含Na+浓度较高的溶液中,测得的pH比实际值偏低,引入的误差称为钠差(或碱差)。
酸差——在pH≺1或较高酸性条件下,测得的pH比实际值偏高,引入的误差称为酸差。
第十章电位法及双指示电极电流滴定法一、单项选择题(类型说明:每一道试题下面有A、B、C、D四个备选答案,请从中选择一个最佳答案。
)1.下列关于盐桥的作用的错误叙述是()A. 阻止两极溶液混合而直接反应B. 使电池的内电路导通C. 使液接电位减少或消除D. 使不对称电位减少或稳定E AgCl/Ag一0.059lga Cl-,则 25℃时,θE AgCl/Ag =()2.对于Ag一AgCl 电极有 E=θE Ag+/ Ag—0.059lgK sp(AgCl) B. θE Ag+/ Ag + 0. O59lga Ag+A. θE Ag+/ Ag + 0. 0591gK sp{ AgCl) D. θE Ag+/ Ag— 0.059lga Ag+C. θ3.下列电池中,不是测定稀 HCI溶液pH值的电池为()A. pt∣H2(0.2atm),HCI(a)‖ KCl(饱和)∣Hg2Cl2,HgB. Ag∣AgCl(s),HCI(a1),NaCl(a2) ‖ KNO3(饱和) ‖ SCEC. 玻璃电极∣HCl(a) ‖ KCl(lmol/L) ∣Hg2Cl2,HgD. 锑电极∣HCI(a1),NaCl(a2) ‖KCI(0.lmol/L),AgCl(s) ∣Ag4.下列电极中,电极电位的产生不属于离子交换和扩散作用原理的电极是()A. 玻璃电极B. pM汞电极 (HgHg-EDTA)电极C. 氟离子选择电极D. 葡萄糖氧化酶电极5.下面为不同 KCl浓度时,甘汞电极的 E 值,其中KCl浓度最小的电位值是()A. 0.505伏B. 0.425伏C. 0. 242伏D.0.280伏6.用pH4.0的缓冲液校正pH计后,测得pH6.86标准缓冲溶液和供试液的pH值分别为6.70和6.00,则供试液的真实pH值是()A. 5. 80B. 5. 89C. 6. 16D. 7.257.浸泡后的玻璃电极玻璃膜的内外表面点位(指干玻璃膜时为 Na+占据的电位)()A. 几乎全由 Na+占据B. 由 H+和Na+共同占据C. 几乎全由 H+占据D. 由 H+和OH-共同占据8.pH玻璃电极的响应机理与膜电位的产生是由于()A. H+在膜表面的离子交换和扩散作用B. H+进入膜的晶格缺陷形成相界电位C. H+穿透膜而使膜内外H+产生浓度差D. H+在膜表面的吸附作用9.pH玻璃电极产生不对称电位不是来源于玻璃膜()A. 内外表面的水化程度不同B. 内外溶液中的 H+活度不同C. 外表面的机械磨损和老化D. 外表面受到的化学腐蚀或脱水10.用玻璃电极作指示电极测量溶液的pH值约为 10的试液,校正pH计时最合适的缓冲溶液为()A.pH4.00的邻苯二甲酸氢钾溶液B.pH6.68的混合磷酸盐溶液C.pH9.18的硼砂溶液D.pH3.65 的酒石酸氢钾溶液11.直接电位法测定下列离子浓度,当测定电动势的绝对误差相同时,其测定浓度的相对误差最大的是()A. Th4+B. S2—C. Ca2+D. La3+12.Ag—AgCl 电极的电极电位的产生是基于电极相界面存在()A. Ag和AgCl的电子交换反应B. Ag+的交换和扩散C. AgCl分子的交换D. 水合Cl-和Ag+的交换13.pH计的“校正”旋钮不具有的作用是()A. 校正温度的影响B. 抵消SCE 的电极电位C. 使得测溶液的pH值可直接读出D. 抵消指示电极的电极常数14.用 0.l000mol/L 的Ce4+标准溶液滴定 20.00ml 0.1000mol/L 的Fe2+溶液(其中含0.05000 mol/L的Fe3+),永停滴定法指示终点,电流最大时,滴定剂加入的体积(ml)为()A. 5.00B. 7.50C. 10.00D. 15.0015.下列情况中,不宜用永停滴定法的是()A. 滴定剂是可逆电对B. 被滴定物是可逆电对C. 滴定剂和被滴定物都为不可逆电对D. 滴定剂和被滴定物都为可逆电对16.25℃时,用直接电位法测Ca2+浓度时,电动势测量误差为士0.5mv,则△C/C%约为()A.±2% B. ±4% C. ±5% D. ±8%17.下列各项中,哪一项可用于精确校正玻璃电极有点老化(即S偏离理论值)引起的误差()A. 用两个适宜的标准pH缓冲溶液校正仪器B. 使标准缓冲溶液和试液的温度相同C. 电极在使用前用缓冲溶液浸泡D. 电极在合适的pH值范围内使用18.下列关于玻璃电极的叙述,正确的是()A. 整个玻璃电极的电位是玻璃膜内外两相界电位之差B. 转换系数在所有pH值范围都为常数C. 内参比溶液可是含一定浓度KCl或NaCl的pH值适宜的缓冲溶液D. 只要电极不破损就可长期使用19.下列关于玻璃电极的性能叙述,错误的是()A. 可测任何pH值范围的一切试液的pH值B. 能测有色、浑浊、粘稠试液的pH值C. 氧化还原性物质不干扰pH值测定D. 水中浸泡足够长时间可使不对称电位减少,直至稳定20.酸碱电位滴定法最常用的电极对为()A. 双铂电极B. 玻璃电极和 SCEC. 铂电极和 SCED. 锑电极和 SCE 21.沉淀电位滴定中,用AgNO3标准溶液滴定时,参比电极应使用()A. 饱和甘汞电极B. 带KCl盐桥的 SCEC. Ag∣AgCl(s),KCl(饱和)D. 带KNO3盐桥的 SCE22.下列电极中,在电极与试液接触的相界面上不发生电子交换的电极反应的电极是() A. 甘汞电极 B. 标准氢电极 C. 玻璃电极 D. 锑电极23.在永停滴定中,当被滴定物属于可逆电对(Ox/Red)时,电解电流最大的情况是() A. [Ox]>[ Red] B. [Ox]< [Red] C. [Ox]=[ Red] D.[Ox]= 0 24.下列关于玻璃电极构成的叙述,错误的是()A. 以Ag—AgCl 电极为内参比电极B. 用 pH缓冲液或KCl(NaCl)溶液作内参比溶液C. 不能用普通导线作电极引线D. 下端是一易破损的球形薄玻璃膜二、多项选择题(类型说明:每一道试题下面有A、B、C、D、E五个备选答案,其中有二至五个选项是符合题目要求的,请选出正确选项。