第五章-电位分析法-2010秋化工08

5.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之? 解:误差来源主要有:
(1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持 温度恒定.
(2)电动势测量的准确性.一般, 相对误差%=4nDE,因此必须要求测 量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度.
(3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质, 能与敏感膜中相关 组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可 能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须 分离干扰离子.
活动载体电极则是由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜 作电极膜制成的。通过液膜中的敏感离子与溶液中的敏感离 子交换而被识别和检测。
敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。 这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质，使得 电极的选择性提高。典型电极为氨电极。
以氨电极为例，气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极， 事实上是一种化学电池，由一对离子选择性电极和参比电极 组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜，进入电池内部， 从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变 化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。
2.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用. 解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值 随溶液中离子活度的变化而变化。在一定的测量条件下,当溶液 中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH 时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH 成线性关系,可以指示溶液酸度的变化. 参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行 的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一 个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的 电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时, 通常用饱和甘汞电极作为参比电极.

电位滴定法测亚铁离子含量 三、操作步骤 1.仪器准备 （1）安装滴定台 连接电极杆，
装入搅拌器、溶液杯支架，在溶液杯 中放入搅拌珠，锁紧搅拌器和溶液杯。
电位滴定装置图
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电位滴定法测亚铁离子含量 （2）安装滴定管 在溶液杯中插入 滴定管，连接输液管，利用接口螺 母旋紧，不得有泄漏现象，插入温 度计传感器，接口插入对应的插座，连接搅拌器接 口。
1.在待测溶液中插入合适的指示电极和参比电极组成 原电池；
2.待测溶液与滴定液发生化学反应，使待测离子的浓 度不断变化；
3.指示电极的电位也相应发生变化；
4.在化学计量点附近，指示电极的电位发生突然变 化，导致电池电动势发生突变；
5.通过测量电动势的变化，可确定终点。
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电位滴定法原理
1.准确度高 电
尖峰所对应的V值即为
化学计量点的体积
△E/△V- 曲线
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确定化学计量点的方法（三） 2E / V—2 V 曲线法
又称二阶微商法，用 2E / V 2 对滴定液体积作图，得 到一条具有两个极值的曲线，如下图所示。
曲线上为零时所对 应的体积，即为化 学计量点的体积。
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确定化学计量点的方法 在实际的电位滴定中传统的操作方法正逐渐被 自动电位滴定所取代，自动电位滴定能判断滴定终 点，并自动绘制出E-V曲线，E / V - V 曲线，在很大 程度上提高了测定的灵敏度和准确度。
确定化学计量点的方法 进行电位滴定时，每加一次滴定剂，测量一次 电动势，直到超过化学计量点为止。这样就得到一 系列的滴定剂用量V和相应的电动势E数据。下面介 绍几种图解法确定化学计量点的方法：
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确定化学计量点的方法
（一）E-V曲线法
以滴定液体积V为横坐标，电位计读数值（电池

实验总结
1 2
实验原理
通过电位法测定不同pH值下的电极电位，绘制 电位-pH曲线，了解物质在不同pH环境下的电化 学性质。
实验步骤
配置不同pH值的缓冲溶液，将电极置于溶液中， 记录电位值，绘制电位-pH曲线。
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实验结果
成功绘制出电位-pH曲线，观察到电极电位随pH 值的变化规律。
实验中遇到的问题及解决方案
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掌握实验操作流程
按照实验指导书的要求，正确设置实验设备，准备实验溶液，进行电极
标定和测量，记录数据并绘制电位-pH曲线。
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注意事项
在实验过程中，要保持实验环境的安静和稳定，避免外界干扰对实验结
果的影响；同时要注意电极的保养和存放，以保证实验结果的准确性和
可靠性。
了解电位-pH曲线在分析化学中的应用
缓冲溶液配置不准确
采用精密pH试纸或酸度计测量pH值，确保缓冲溶液配置准确。
电极响应不稳定
在实验前对电极进行活化处理，并确保电极头清洁无污染。
数据记录误差
采用高精度的电位计记录电位值，并多次测量取平均值。
电位-pH曲线测定方法的改进与展望
采用自动化测量系统
开发自动化测量系统，提高数据采集的准确性和效率。
工业生产控制
在工业生产中，电位-pH曲线的测定可用于控制产 品质量和优化生产过程。
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电位-pH曲线的影响因素
缓冲溶液的种类和浓度
不同缓冲溶液的pH值范围和稳定性不同，会影响曲线的形状和精 度。
电极的种类和状态
不同电极的电化学性质和响应特性不同，会影响曲线的测量结果。
温度和搅拌条件
温度和搅拌条件会影响溶液的离子分布和扩散系数，从而影响曲线 的测量结果。

电位分析法部分习题解答基本要求：了解金属基电极的响应特征，了解指示电极和参比电极的作用原理，掌握ISE 的组成、响应机理、膜电位及ISE 的性能指标， 掌握pH 的实用定义及测定离子活（浓）度的方法， 了解电位滴定的原理和终点的确定方法。

重点：金属基电极的响应特征，pH 的实用定义，测定离子活（浓）度的方法。

难点：ISE 的组成、响应特征，膜电位及ISE 的性能指标。

参考学时：3学时10、若离子选择性电极的电位表达式为：)lg(303.2j A A K FRTE ⋅++=α常数 试问：（1）j A K ⋅＞＞1时，该离子选择性电极主要对什么离子有响应？对什么离子有干扰？ （2）j A K ⋅＜＜1时，主要对什么离子有响应？对什么离子有干扰？解：（1）当j A K ⋅＞＞1时，电极主要对j 离子有响应，A 离子有干扰；（2）当j A K ⋅＜＜1时，电极主要对A 离子有响应，j 离子有干扰。

21、用离子选择性电极法分别测定H +，Ca 2+时，二者的活度均变化一个数量级时，电极电位将发生多大变化？解： 阳离子膜a nK E log 059.0+=（25℃） 对于H +，n =1 +H a 活度变化一个数量级，电极电位将变化59mV ； 对于Ca 2+，n =2 +2Ca a 活度变化一个数量级，电极电位将变化30mV 。

22、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 ：玻璃电极 | H +（α=x ）|| SCE当缓冲溶液由未知溶液代替时，测得电池电动势分别为（a ）0.312V ，（b ）0.088V ，（c ）-0.017V 。

试计算每种未知溶液的pH 值。

解：由pH 的实用定义：s pH 0591.0pH +-=sx x E E （25℃）a ）74.574.100.40591.0209.0312.0pH pH s =+=-+=xb ）95.10591.0209.0088.000.4pH =-+=xc ）176.00591.0209.0017.000.4pH =--+=x23、用甘汞电极和pH 玻璃膜电极组成电池时，写出溶液的pH 值与电位值的关系，并计算电动势产生0.001V 误差时，所引起的pH 误差。