2022年仪器分析实验教案 .pdf

学习必备欢迎下载实验一水样 pH 值的测定一 、 目 的 要 求1. 了解 电 位 法 测 定 水 样 pH 值 的 原 理 和 方 法 。2. 认识 和 了 解 各 种 型 号 酸 度 计 。3. 学 会 使 用 pHS-25型 酸 度 计 。二 、 测 定 原 理将 指 示 电 极 (玻 璃 电 极 )与 参 比 电 极 插入 被 测 溶 液 组 成 原 电 池(-)Ag|AgC1， HCl(0.1mo1?L-1)|玻 璃 膜|H+(xmo1 ?L-1) KCl( 饱 和 )|Hg2Cl2,Hg(+) 玻 璃 电 极试 液盐 桥甘 汞 电 极在 一 定 条 件 下 ， 测 得 电 池 的 电 动 势 就是pH 的 直 线函 数E K 十 0.059pH(25 ) 由 测 得 的 电 动 势 就 能 算 出 被 测 溶 液的pH 值 。 但 因 上 式 中的K 值 是 由 内 外 参比 电 极 电 位 及 难 于 计 算 的 不 对 称 电 位 和 液 接 电 位 所 决 定 的 常 数 ， 实 际 不 易 求 得，因 此 在 实 际 工 作 中 ，用 酸 度 计 测 定 溶 液的pH 值 ( 直 接用pH 刻度 )时 ，首 先 必 须 用已 知 pH 值 的 标 淮 溶 液 来 校 正 酸 度 计 (也 叫 “ 定 位 ”) 。 校 正 时 应 选 用 与 被 测 溶 液 的pH 值 接 近 的 标 准 缓 冲 涪 液 ，以 减 少 在 测 量 过 程 个 可 能 由 于 液 接 电 位 、不 对 称 电位及 温 度 等 变 化 而 引 起 的 误 差 。 一 支 电 极 应 该 用 两 种 不 同 pH 值 的 缓 冲 溶 液 校 正 。在 用 一种 pH 值 的 缓 冲 溶 液 定 位 后，测 第 二 种 缓 冲 溶 液的 pH 佰 时 ， 误 差 应在 0.05pH单 位 之 内 。 粗 略 测 量 中 用 一 种 pH 值 缓 冲 溶 液 校 正 即 可 ， 但 必 须 保 证 电 极 斜 率 在允 许 误 差 范 围 内 。经 过 校 正 后 的 酸 度 计 就 可 以 直 接 测 量 水 或 其 它 溶 液 的 pH 值 。用 离 子 活 度 计 测 量 溶 液 的 pH 值 ， 其 原 理 仍 然 是 依 据 能 斯 特 方 程 ， 测 量 电 池在 标 准 缓 冲 溶 液 中 的 电 动 势 为 ：Es K 十 s pHs 同 样 ， 在 样 品 溶 液 中 电 池 电 动 势 为 ：Ex K 十 s pHx 上 述 两 式 相 减 得 到 ：pHx pHs 十 Ex-Es/s = pHs + E/s在 离 子 计 上 仪 器 的 示 值 按 照 E s 分 度 ， 而 且 仪 器 有 电 极 斜率s 的 调 节 路 线。当 用 标 准 缓 冲 溶 液 对 仪 器 进 行 校 正 后，样 品 溶 液 的 pHx 即 可 从 仪 器 示 值 上 直 接 读出 。注 意 ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 44 页学习必备欢迎下载1. 指针 式 与 数 字 式 酸 度 计 的 差 异 。2. 高、 中 、 低 档 酸 度 计 之 间 的 差 异 。3. 旋钮 式 、 钟 表 式 、 齿 轮 式 温 度 补 偿 器 的 使 用 方 法 。4. 紧固 式 、 弹 球 式 、 自 锁 式 电 极 插 口 的 使 用 注 意 事 项 。5. 复合 电 极 与 单 电 极 的 差 异 。将 复 合 电 极 接 口 变 换 成 单 电 极 接 口 需 要 电 极 转换 接 头 附 件 来 完 成 。三 、 试 剂 与 仪 器1 pH 4.00 标准 缓 冲 溶 液 (20 ) 2 pH 6.88 标准 缓 冲 溶 液 (20 ) 3. pH 9.22 标准 缓 冲 溶 液 (20 ) 4 pHS-25型 酸 度 计 ， 23l 型 玻 璃 电 极， 232 型 甘 汞 电 极 . 5. pHS-3E型 、 pHS-3C型 型 酸 度 计 。6 100 mL烧 杯 四 只 。标 准 缓 冲 液 通 常 能 稳 定 贮 放 二 个 月 ， 温 度 不 同 ， 其 相 应 标 准 值 也 不 同 。温 度 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50 0.050mol?L- 1KHC8H4O44.003 3.999 3.998 3.999 4.003 4.008 4.015 4.024 4.035 4.060 0.025mol?L- 1KH2PO4-Na2HPO46.984 6.951 6.923 6.900 6.881 6.864 6.853 6.844 6.838 6.833 0.010mol?L- 1Na2B4O7? 10H2O 9.464 9.395 9.332 9.276 9.225 9.182 9.139 9.102 9.068 9.011 四 、 测 定 步 骤1. 按照 所 使 用 仪 器 的 操 作 方 法 进 行 操 作 。2. 预热 仪 器 达 到 稳 定 。3. 测量 标 准 缓 冲 溶 液 温 度 ， 确 定 该 温 度 下的pHs 值 ， 将 仪 器 的 温 度 补 偿 旋钮 调 节 到 该 温 度 上 。4. 将电 极 和 烧 杯 用 水 冲 洗 干 净 后 ， 用 标 准 缓 冲 溶 液 荡 洗 l 2 次 电 极 用 滤纸 吸 干 )。5. 将电 极 浸 入 标 准 缓 冲 溶 液 内 ， 待 达 到 稳 定 读 数 后 ， 调 节 定 位 旋 钮 使 仪 器示 值 为 pHs 值 。6. 将电 极 取 出 ， 用 水 样 将 电 极 和 烧 杯 冲 洗 多 次 。7. 测量 水 样 温 度 ， 将 仪 器 的 温 度 补 偿 旋 钮 调 节 至 该 温 度 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 44 页学习必备欢迎下载8. 将冲 洗 过 的 电 极 置 于 水 样 中 ， 待 读 数 稳 定 后 ， 从 标 尺 或 数 字 显 示 器 上 读出 水 样 的 pHx 值 。9. 测定 完 毕 后 ，将 电 极（ 甘 汞 电 极 套 上 电 极 帽 ）和 烧 杯 冲 洗 干 净 妥 善 保 存。10. 为 了 检 验 仪 器 示 值 的 准 确 性 ，可 以 在测 定 样 品 溶 液 之 前 对 仪 器 的 示 值 准确 性 进 行 测 定。即 用 其 中 某 一 标 准 pH 溶 液 对 仪 器 进 行 定 位，测 定 另 一 已 知 pH 标准 溶 液 ， 按 下 式 计 算 测 量 误 差示 值 测 量 误 差s测量=pHpH11.如 果 仪 器 带 有 斜 率 旋 钮 ， 可 以 通 过 斜 率 旋 钮 进 行 校 正 。五 、 实 验 的 注 意 事 项1. 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾 缓 冲 溶 液 、 磷 酸 盐 缓 冲 溶 液 和 硼 酸 钠 缓 冲 溶 液 的 pH 值 随温 度 不 同 稍 有 差 异 （ 如 上 表 ） 。2. 用 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 冲 洗 电 极 时 ，应 当 用 滤 纸 吸 去 玻 璃 膜 上 的 水 分 而 不 是擦 拭 电 极 。3. 由于 玻 璃 电 极 内 阻 很 高 ，使 用 电 磁 搅 拌 可 能 引 起 电 磁 干 扰 ，搅 拌 引 起 的 涡流 可 能 使 液 接 电 位 波 动 ， 因 此 用 玻 璃 电 极 测量pH 值 时 一 般 不 使 用 电 磁 搅 拌 。 正确 的 操 作 是 将 电 极 浸 入 溶 液 后 ， 用 手 摇 动 一 下 测 量 杯 或 开 启 搅 拌 使 电 极 与 溶 液充分 接 触 ， 然 后 停 止 搅 拌 进 行 测 量 。4. 玻璃 电 极 球 泡 很 薄 ， 小 心 打 碎 。5. 不 同 仪 器 型 号 的 测 量 精 度 。思考题1. 电 位 法 测 定 水 的 pH 值 的 原 理 是 什 么 ? 2. 酸 度 计 为 什 么 要 用 已 知 pH 值 的 标 准 缓 冲 溶 液 校 正 ?校正 时 应 注 意 什 么 ? 3. 标准 缓 冲 溶 液 的 pH 值 受 那 些 因 素 的 影 响 ？ 如 何 保 证 其 pH 值 恒 定 不 变 ? 4. 玻 璃 电 极 在 使 用 前 应 如 何 处 理?为什 么 ？ 玻 璃 电 极 、 甘 汞 电 极 在 使 用 时 应注 意 什 么? 5. 安装 电 极 时 ， 应 注 意 哪 些 问 题 ? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 44 页学习必备欢迎下载实验二用氟离子选择性电极测定水中微量F-离子 标准曲线法一 、 目 的 要 求1. 学习 氟 离 子 选 择 性 电 极 测 定 微 量 F-离 子 的 原 理 和 测 定 方 法 。2. 学习 标 准 曲 线 法 定 量 分 析 。3. 学习 离 子 计 及 酸 度 计 测 定 溶 液 电 位 的 使 用 方 法 。二 、 基 本 原 理氟 离 子 选 择 性 电 极 的 敏 感 膜 为 LaF3单 晶 膜 (掺 有 微 量 EuF2利 于 导 电 )， 电 极管 内 放 入 NaF+NaCl混 合 溶 液 作 为 内 参 比 液，以Ag-AgCl作 内 参 比 电 极 。当 将氟电 极 浸 入 含 F-离 子 溶 液 中 时 ， 在 其 敏 感 膜 内 外 两 侧 产 生 膜 电位m. m = K - 0.059 lgF- *(25 ) 以 氟 电 极 作 指 示 电 极 ， SCE 为 参 比 电 极 ， 浸 入 试 液 组 成 工 作 电 池Hg,Hg2Cl2|KCl( 饱 和 ) F-试 液 |LaF3|NaCl,NaF(均 为 0.1mol ?L-1)|AgCl,Ag E = K - 0.059lgF-(25 ) 在 测 量 时 加 入以HAc ， NaAc ， 柠 檬 酸 钠 和 大 量 NaCl 配 制 成 的 总 离 子 强 度 调节 缓 冲 液 (TISAB)，由 于 加 入 了 高 离 子 强 度 的 溶 液 (本 实 验 所 用的 TISAB液 其 离子强 度 I 1 2)， 可 以 在 测 量 过 程 中 维 持 离 子 强 度 恒 定 ， 因此 工 作 电 池 电 动 势 与 F-离 于 浓 度 的 对 数 成 线 性 关 系 。本 实 验 采 用 标 准 曲 线 法 测 定 F-离 子 浓 度 ， 即 配 制 成 不 同 浓 度的F-*离 子 标 准 溶液 ，测 定 工 作电 池 的 电 动 势 ，并 在 同样 条 件 下 测 得 试 液 的 Ex ，由 E-pF（或E-lg cF-）曲 线 查 得 未 知 试 液 中的F-离 子 浓 度 。如 果 用 E-cF-曲 线 ，必 须 用 半 对 数 座 标 纸。当试 液 组 成 较 为 复 杂 时 ， 则 应 采 用 标 推 加 入 法或Gran 作图 法 测 定 之 。氟 电 极 的 适 用 酸 度 范 围为 pH=5 6， 测 定 浓 度在 100 10-6mol ?L-1范 围 内 m与 lg cF-呈 线 性 响 应 ，电 极 的 检 测 下 限在10-6mol ?L-1左 右（ 随 着 电 极 的 不 断 老 化，检 测 下 限 会 不 断 升 高 ） 。氟 离 子 选 择 性 电 极 是 比 较 成 熟 的 离 子 选 择 性 电 极 之 一，其 应 用 范 围 比 较 广 泛。本 实 验 所 介 绍 的 测 定 方 法 ， 完 全 适 用 于 人 指甲 中 F-离 子 的 测 定 (指 甲 需 先 经 适 当 的预 处 理 )，为 诊 断 氟 中 毒 程 度 提 供 科 学 依 据 ；采 取 适 当 措 施 ，用 标 准 曲 线 法 可 以 直接 测 定 雪 和 雨 水 中 的 痕 量 F-离 子 ， 磷 肥 厂 的 废 渣 ， 经 HCl 分 解 ， 即 可 用 来 快 速 、简 便 地 测 定其F-离 子 含 量 ；用 标 准加 入 法 不 需 预 处 理 即 可 直 接 测 定 尿 中 的 无 机 氟及 河 水 中 的 F-离 子 ， 通 过 预 处 理 ， 则 可 测 定 尿 和 血 中 的 总 氟 含 量 ； 大 米 、 玉 米、小 麦 粒 经 磨 碎、干燥 、并 经 HClO4浸 取 后，不加 TISAB ，即 可 用 标 准 加 入 法 测 定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 44 页学习必备欢迎下载其 中 的 微 量 氟 ； 本 法 还 可 测 定 儿 童 食 品 中 的 微 量 氟 ， 因 此 ， 是 食 品 分 析 的 国 标方法 。三 、 仪 器1 任 意 型 号 离 子 计 或 酸 度 计2 氟 离 子 选 择 性 电 极3 饱 和 甘 汞 电 极4 电 磁 搅 拌 器5 容 量 瓶1000mL ， 塑 料 瓶 1000mL 6个6 吸 量 管10mL 8 支7. 塑料 烧 杯50mL 8支四 、 试 剂1 0.100mol ?L-1 F-离 子 标 准 溶 液准 确 称 取 120 干 燥 2h 并 经 冷 却 的 优 级 纯NaF 4.20g于 小 烧 杯 中 ，用 水 溶 解 后 ，转 移至1000mL容 量 瓶 中 配 成 水 溶 液，然 后转 入 洗 净 、 干 燥 的 塑 料 瓶 中 。2 总 离 子 强 度 调 节 缓 冲 液 (TISAB) 于 1000mL烧 杯 中 加 入 500mL水 和 57mL冰 乙 酸 ，58gNaCl ， 12g 柠 檬 酸 钠 (Na3C6H5O7?2H2O) ，搅 拌 至 溶 解。将 烧 杯 置 于 冷水 中 ，在 pH 计 的监 测 下 ，缓 慢 滴加6mol ?L-1NaOH溶 液 ，至 溶 液的pH 5.0 5.5,冷 却 至 室 温 ， 转入1000mL容 量 瓶 中 ， 用 水 稀 释 至 刻 度 ， 摇 匀 。 转 入 洗 净 、 干 燥的 容 量 瓶 中 。3 F-离 子 试 液 （ 自 来 水 ） ， 浓 度 约在10-4 10-5mol ?L-1。五 、 实 验 步 骤1 按 离 子 计 或 酸 度 计 操 作 步 骤 ， 调 试 时 各 按 下 mV 按 健 。摘 去 甘 汞 电 极 的 橡 皮 帽 ，并 检 查 内 电 极 是 否 浸 入 饱 和 KCl 溶 液 中 ，如 未 浸 入，应 补 充 饱 和 KCl溶 液 。 安 装 电 极 ， 清 洗 氟 电 极 空 白 电 位 值至300mV以 上 。 氟 电极 空 白 电 位 值 受 制 备 工 艺 、 内 参 比 液中F-离 子 浓 度 、 水 质 纯 度 、 电 极 老 化 程 度、离 子 计 型 号 等 因 素 的 影 响 ， 因 此 ， 视 情 况 清 洗 到 空 白 电 位 值 最 大 即 可 。2. 准确 吸 取 0.100mol ?L-1 F-离 子 标 准 液 10 00mL ， 置 于 100mL容 量 瓶 中 ，加 入 TISAB液 10.0mL ， 用 水 稀 释 至 刻 度 ,摇 匀 ， 得 pF=2.00溶 液 。3吸 取 pF=2 00 溶液1000mL ，置 于 100mL容 量 瓶 中，加 入 TISAB 9.0mL，用 水 稀 释 至 刻 度 ， 摇 匀 ， 得 pF=3.00溶 液 。仿 照 上 述 步 骤 ， 配 制 pF=4.00 ， pF 5.00 和 pF=6.00的 溶 液 。4将 配 制 的 标 准 溶 液 系 列 由 低 浓 度 到 高 浓 度 逐 个 转 入 塑 料 小 烧 杯 中 ，并 放 入精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 44 页学习必备欢迎下载氟 电 极 和 饱 和 甘 汞 电 极 及 搅 拌 子 ， 开 动 搅 拌 器 ， 调 节 至 适 当 的 搅 拌 速 度 ， 搅 拌3min ， 至 指 针 无 明显 移 动 时 ， 读 取 各 溶 液 的 mV 值 ， 读 数 时 注 意 使 眼 睛 、 指 针 和刻 度 三 者 在 一 直 线 上 。5 吸 取 F-离 子 试 液 10.00mL ， 于 50mL 容 量 瓶 中 ， 加入10.0mL TISAB液 ，用 水 稀 释 至 刻 度 ， 摇 匀 。 按 标 准 溶 液 的 测 定 步 骤 ， 将 电 极 重 新 清 洗 到 最 大 空 白电位 值 后 ， 测 定 其 试 液 的 电 位 值 。六 、 数 据 及 处 理1 实 验 数 据pF 值1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 试 液E/mV 2. 以电 位 值 为 纵 坐 标 ， pF 值 为 横 坐 标 ， 绘 制 E -pF 标 准 曲 线 。3 在 标 准 曲 线 上 找 出 与 Ex 值 相 应 的 pF 值 ， 带 入 有 关 计 算 公 式 求 得 原 始 试液 中 氟 离 子 的 含 量 ，以mg L-1表 示 。或 将 数 据 输 入 微 机 ，以 Excel一 元 线 性 回 归方 程 求 出 F-离 子 含 量 。思考题1. 本实 验 测 定 的 是 F-离 子 的 活 度 ， 还 是 浓 度?为 什 么 ? 2. 测定F-离 子 时 ， 加 入 的 TISAB由 那 些 成 分 组 成 ？ 各 起 什 么 作 用 ? 3. 测定F-离 子 时 ， 为 什 么 要 控 制 酸 度 ， pH 值 过 高 或 过 低 有 何 影响7 4. 测定 标 准 溶 液 系 列 时 ， 为 什 么 按 从 稀 到 浓 的 顺 序 进 行? 5. 为 什 么 要 反 复 清 洗 空 白 电 位 值 ？实验三用氯离子选择姓电极测定微量氯离子 标准加入法和Gran 作图法一 、 目 的 要 求1. 学习 标 准 加 入 法 的 基 本 原 理 和 测 定 技 术 ，2. 学习Gran 作 图 法 的 基 本 原 理 和 数 据 处 理 方 法 。二 、 基 本 属 理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 44 页学习必备欢迎下载氯 离 子 选 择 性 电 极 是由AgCl和 Ag2S 的 粉 末 混 合 物 压 制 成 的 敏 感 薄 膜 ，固 定在 电 极 管 的 一 端 ， 用 焊 锡 或 导 电 胶 封 接 于 敏 感 膜 内 侧 的 银 箔 上 ， 装 配 成 无 内 参比溶 液 的 全 固 态 型 电 极 。当 将 氯 离 子 选 择 性 电 极 浸 入 含 C1-离 子 溶 液 中 ， 它 可 将 溶 液 中 的 氯 离 子 活 度Cl-转 换 成 相 应 的 膜 电 位 m：-Cl2.303lgmRTKanF测 定 Cl-离 子 时 ， 不 能 使 用 通 常 的 饱 和 甘 汞 电 极 作 参 比 电 极 ， 因 为 电 极 内 的Cl-离 子 将 通 过 陶 瓷 芯 或 玻 璃 砂 芯 等 多 孔 物 质 向 试 浓 中 扩 散 ，而 干扰 分 析 测 定 ，为避 免 这 一 影 响 ，应 在 饱 和 甘 汞 电 极 上 连 接 可 卸 的 非 KC1 盐 桥 套 管 ，内 盛 适 当 的液接 液 体 (本 实 验 采用 KNO3溶 液 )， 即 构 成 双 盐 桥 饱 和 甘 汞 电 极 ， 作 为 参 比 电 极 。以 氯 离 子 选 择 性 电 极 、 双 盐 桥 饱 和 甘 汞 电 极 和 试 液 组 成 工 作 电 池 ：-2232Hg,HgClKClKNOClAgCl- Ag S饱和试液其 电 动 势-,Cl2.303lgRTEKanF即 在 一 定 条 件 下 ，工 作 电 池 的 电 动势 E 与 溶 液 中 Cl-离 子 活 度 的 对 数 值 成 线 性关 系 。 K 与 温 度 、 参 比 电 极 电 位 以 及 膜 的 特 性 等 有 关 ， 在 实 验中K 为 一 常 数 。分 析 工 作 中 常 需 测 定 离 子 的 浓 度 ，根 据ClC lC lac，在 实 验 中 加 入 离 子 强度 调 节 缓 冲 液 (ISAB)， 使 溶 液 的 离 子 强 度 保 持 恒 定 ， 从 而 使 活 度 系 数Cl为 一 常数 ， 则 工 作 电 池 电 动势E 可 写 作 ：-,Cl2.303lgRTEkcnF即E与-Clc的 对 数 值 成 线 性 关 系 。氯 离 子 选 择 电 极 宜 在 pH=2 7 的 酸 度 范 围 内 使 用 ， 浓 度在l 10-4mol ?L-1范围 内 ， 电 极 呈 线 性 电 位 响 应 。根 据 上 述 关 系 式 ， 通 过 标 准 曲 线 法 ， 测 定 微量C1-离 子 含 量 ，操 作 简 便 ， 数据 处 理 也 很 简 单 ， 是 较 常 用 的 一 种 定 量 方 法 。 但 是 标 准 曲 线 法 的 适 用 范 围 有 其局限 性 ， 在 分 析 测 定 较 复 杂 体 系 (实 际 试 样)而 配 制 标 准 溶 液 系 列 时 ， 应 考 虑 到 试 样基 体 和 其 它 共 存 组 分 及 其 含 量 所 引 起 的 离 子 强 度 变 化 等 情 况 ， 以 便 标 准 溶 液 与实际 试 液 的 成 分 尽 量 保 持 一 致 ， 显 然 ， 这 种 情 况 下 使 用 标 准 曲 线 法 实 验 操 作 将 变得复 杂 ，有 时 甚 至 不 可 能 ，而 采 用 标 准 加 入 法 和 Gran 作图 法 则 是 克 服 这 一 困 难 的 有效 途 径 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 44 页学习必备欢迎下载标 准 加 入 法 是 先 测 量 电 极 在 未 知 试 液 中 的 电 位 值 E1，然 后 加 入 小 体 积 欲 测组分 的 标 准 溶 液 ， 要 求 加 入 的 标 准 溶 液 浓 度 约 为 试 样 中 欲 测 组 分的100 倍 ， 所 以加入 的 体 积 Vs可 以很 小 ，一 般 约 为 试 液 体积Vx的 1 ，混 合 均 匀 后 再 测 量 电 极 在 混合 液 中 的 电位E2，根 据 两 次 测 量 值 的 增量E， 按 下 式 计 算 欲 测 组 分 的 浓 度xc。1101xE Scc式 中0ssscc VVV，21EEE，2.303/SRT nFGran 作图 法 与 上 述 标 准 加 入 法 相 类 似 只 是 多 次 加 入 欲 测 组 分 的 标 推 溶 液 ，测 量 电 位 值 E， 并 计 算 每 次 加 入 标 准 溶 液 后 的010E SsVV值 ， 然 后 以 其 为 纵 座标 ，以 Vs为 横 座标 作 图 ，延 长 各 实 验 点 的 联 线 ，得 出 与 横 座 标 轴 的 交 点 Vs。由 下式 计 算 预 测 组 分 的 浓 度 ：0/xsscc VVGran 作 图 法 中010E SsVV的 计 算 较 繁 ，若 采 用 特 制 的 半 反 对 数 座 标 纸 ，可将 实 验 数 据 直 接 标 在 图 纸 上 ， 不 需 要 计 算 ， 即 可 求 得 Vs值 。Gran 图所 示 的 座 标 纸 是 以 取 100mL试 液 进 行 测 定 和 假 设 电 极 响 应 的 斜 率 s为 58mV( 对 一 价 离 子 )为 根 据 而 设 计 的 ， 横 座 标 每 一 大 格 表 示 加入 1ml 标 准 溶 液 ，纵 座 标 每 一 大 格 表 示 电 位 变 化 值 (E)为 5mV 。 当 电 极 响 应 斜率s 不 是 58mV时 ，可 以 用 图 左 方的E 校 正 图 ， 将 测 得 的E测与 实 际 的 s 值 联 线 ， 并 且 延 长 与E校的座 标 相 交 ，然 后 以 交 点 的 数 值E校作 图 。为 了 校 正 由 于 标 准 溶 液 的 加 入 而 引 起的稀 释 效 应 ， 纵 轴 上 同 一 位 置 的 分 度 值 间 距 从 左 向 右 逐 渐 增 大 （ 即 向 上 倾 斜 ） 。在 Gran 图 的 实 际 应 用 中 ， 可 以 按 100mL的 0.5 倍 ，1.5 倍 ， 2.0 倍 适 当 扩 大或 缩 小 ， 本 实 验 采用0.5 倍 进 行 测 定 。由 于 Gran 作 图 法 是 通 过 多 次 测 量 电 位 值 进 行 求 其 欲 测 组 分 浓 度 的 ， 提 高了 测定 准 确 度 ， 尤 其 是 对 于 含 量 较 低 的 试 样 ， 加 入 标 准 溶 液 后 ， 欲 测 组 分 浓 度 增 加，于 是 在 较 高 浓 度 进 行 电 位 测 量 ， 电 极 易 于 达 到 平 衡 ， 测 得 的 电 位 较 稳 定 ， 因 而实验 的 重 现 性 也 较 好 。标 准 加 入 法和Gran 作 图 法 都 是 在 有 其 它 组 分 共 存 情 况 下 进 行 测 量 的 ， 因 此实际 上 减 免 了 共 存 组 分 的 影 响 ， 所 以 这 两 种 方 法 都 适 合 于 成 分 不 明 或 组 成 复 杂 试样的 测 定 。氯 离 子 选 择 性 电 极 使 用 方 便 ， 是 应 用 较 广 的 一 种 离 子 选 择 性 电 极 ， 在 化 学工业 、 食 品 工 业 以 及 环 境 科 学 等 许 多 领 域 都 有 实 际 应 用 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 44 页学习必备欢迎下载三 、 仪 器1 任 意 型 号 酸 度 计 或 离 子 计2 氯 离 子 选 择 性 电 极3 双 液 接 （ 双 盐 桥 ） 饱 和 甘 汞 电 极4 电 磁 搅 拌 器5 滴 定 管50mL 6 吸 量 管0.5mL ， 1mL ， 5mL ， 10 mL 7. 大 肚 移 液管50 mL 8. 容 量 瓶 100 mL 9. 烧 杯 150 mL 四 、 试 剂1离 子 强 度 调 节 缓 冲 液 (ISAB) 称取42.5g NaNO3（ M=84.9947）于 烧 杯 中，加 水 溶 解 后 ，加 浓 HNO3调 节 至 pH=3 4，以 pH 试 纸 试验 确 定 ，稀 释 至 1000mL ，配 成 0.5mo1 ? L-1 NaNO3溶 液 。也 可 以 配成0.1 mol ? L-1 KNO3（ M=101.107）溶 液 (称量 10 g) 来 使 用 。2 0.05mol ?L-1NaCl 标 准 溶 液取优 级 纯 NaCl 于 高 温 炉 中 在 500 600 灼烧 半 小 时 ， 放 置 于 干 燥 器 中 冷 却 ， 准 确 称取NaCl （ M=58.44） 2.9222g于 小 烧 杯中 ， 用 水 溶 解 后 ， 转 移 至 1000mL容 量 瓶 中 配 成 水 溶 液 。3. 1.00 mol?L-1NaCl 标 准 溶 液称 取 上述 灼 烧 并 放 置 冷 却 后的 NaCl 14.61g于 小 烧 杯 中 ， 用 水 溶 解 后 ， 转 移 至 250mL容 量 瓶 中 配 成 水 溶 液 。4 待 测 试 液自 来 水五 、 实 验 步 骤1 按 酸 度 计 或 离 子 计 操 作 步 骤 所 述 ， 调 试 仪 器 ， 按下mV 按 键 。摘 去 饱 和 甘 汞 电 极 的 橡 皮 帽 ，并 检 查 内 电 极 是 否 浸 入 饱和 KCl溶 液 中 ，如 未浸 入 ， 应 补 充 饱和KCl 溶 液 。 安 装 电 极 ， 并 用 滤 纸 吸 去 电 极 上 的 水 滴 。2空 白 溶 液 的测 定由 滴 定 管 准 确 放 出 去 离 子 水 45.00mL ，置 于 100mL烧 杯中 ， 加 入 ISAB液 5.00mL （ 总 体 积 为 50 mL ） ， 插 入 氯 离 子 选 择 性 电 极 和 双 盐 桥饱 和 甘 汞 电 极 ， 放 入 搅 拌 子 ， 开 动 搅 拌 器 ， 调 节 至 适 当 的 搅 拌 速 度 ， 待 电 位 稳定后 ， 读 取 电 位 值 。 用 刻 度 吸 管 向 烧 杯 中 加入0.05 mol ?L-1NaCl 标 推 溶 液 0.5mL ，待 电 位 稳 定 后 ，读 取 电 位 位 。然 后 每加0.5mL标 准 溶 液 ，测 量 一 次 电 位 值 ，连续测 量 56 次 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 44 页学习必备欢迎下载3. 待测 溶 液 的 测 定由 滴 定 管 准 确 放 出 试样45.00mL ， 以 下 按 步 骤 2 操 作 ，连 续 测 量 56 次 。4. 一 次 标 准 加 入 法准 确 吸 取 试样45.00mL ，加 入 ISAB液 5.00mL ，插 入 氯离 子 选 择 性 电 极 和 饱 和 甘 汞 电 极 ， 放 入 搅 拌 子 ， 开 动 搅 拌 器 ， 调 节 至 适 当 的 搅拌速 度 ， 待 电 位 稳 定 后 ， 读 取 电 位 值 。5. 于上 述 烧 杯 中 加 入 1.00 mol?L-1NaCl 标 准 溶 液 0.50mL ， 待 电 位 稳 定 后 ，读 取 电 位 值 。六 、 数 据 及 处 理1. 将 测 量 数 据 填 入 下 表Vx 45.00mL ， Cs 0.050mol ?L-1标 准 溶 液 加 入 量 Vs/mL 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 去 离 子 水 电 位 E/mV 水 样 电 位 E/mV 2. 将 实 验 数 据 直 接 标 在 Gran 图 上 ， 从 图 上 查 出 Vs 值 并 计 算 结 果 。3. 根据 加 入 标 准 溶 液 前 和 0.50 mL 1.00 mol?L-1NaCl 标 准 溶 液 后 的 两 次 电 位测 量 值 ， 用 下 列 公 式 计 算 原 始 试 液中C1-的 质 量 浓 度 ， 以 mg?L-1表 示 。/101xE Scc/1101ssE SxscVVV12/591.00 0.50150.00 0.50 101EE12/5910.0099101EE4. 采 用 标 准 加 入 法 公 式 计 算 ， 并和Gran 图 法 计 算 结 果 进 行 比 较 ， 结 果 以mg?L-1表 示 。思考题1. 本实 验 为 什 么 要 使 用 干 燥 的 烧 杯 ？3. 试比 较 标 准 曲 线 法 ， 标 准 加 入 法和Gran 作 图 法 的 优 缺 点 。4. 本实 验 选 择 甘 汞 电 极 作 为 参 比 电 极 对 测 定 结 果 有 何 影 响 ？ 应 该 采 用 什 么样 的 参 比 电 极 较 合 适 ？ 为 什 么 ？注 意 事 项 : 如 果 被 测 溶 液中C1-离 子 的 含 量 偏 低 ， 将 会 使 曲 线 的 下 限 发 生 弯 曲 ， 此 时 应采 用 加 入 标 准 溶 液 较 多 的 上 限 数 值 连 线 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 44 页学习必备欢迎下载实验四电位滴定法测定水中氯离子的含量一 、 目 的 要 求1. 巩 固 电 位 滴 定 法 的 理 论 知 识 。2. 了 解 沉 淀 滴 定 过 程 中 溶 液 电 位 变 化 与 离 子 浓 度 变 化 的 关 系 。3. 了 解 电 位 滴 定 法 测 定 废 水 中 氯 离 子 的 原 理 和 方 法 。4. 学 会 用 电 位 滴 定 法 测 定 废 水 中 氯 化 物 的 含 量 。二、 测定原理用 电 位 滴 定 法 测 定 水 中 C1-时 ，用 双 液 接 甘 汞 电 极 作 参 比 电 极 (最 好 用 玻 璃 电极 作 参 比 电 极 ， 因 为 在 滴 定 过 程 中 溶 液的pH 值 基 本 上 保 持 不 变 ， 更 没 有 干 扰 离子 的 存 在 )，银电 极 作 指 示 电 极 ，用 AgNO3溶 液 滴 定 。在 滴 定 过 程 中用ZD-2 型 自动 电 位 滴 定 计 测 量 两 个 电 极 间 电 动 势 的 变 化，当C1-含 量 高 时 用 E V 曲 线 法 ，含量 低 时 用 一 次 微 分 曲 线 法 确 定 滴 定 终 点 。当C1-、 Br-、 I-共 存 时 ， 可 以 利 用 它 们的 溶 度 积 不 同 连 续 滴 定 ， 形 成 三 个 突 跃 （ KspAgCl=1.8 10-10、 KspAgBr=5.2 10-13、K spAgI=8.3 10-17） 。在 测 定 C1-时 ， 水 中 含 少 量 的 I-、 Br-、 高 铁 氰 化 物 ， 会 使 结 果 偏 高 。 Fe3+的含 量 若 超 过 C1-的 含 量 ， 也 有 影 响 。Cr3+、 Fe3+、 PO43-没 有 干 扰 。严 重 污 染 的 水 样 ，般 需 要 预 处 理 ，如 污 染 较 小 ，加 入 HNO3就 可 破 坏 一些 污 染 物 。三 、 试 剂 与 仪 器10.01 mo1 ?L-1 AgNO3标 准 溶 液溶 解 1.6991 g AgNO3于 蒸 馏 水 中 ，并 稀 释到 1000mL 。 必 要 时 可 以 用 NaCl 标 准 溶 液 标 定 AgNO3。2 6mo1 ?L-1 HNO3KNO3或Ba(NO3)2固 体3 ZD-2 型 自 动 电 位 滴 定 计 。4 银 电 极 、 甘 汞 电 极 （ 代 ） 。6. 搅拌 磁 子50 mL移 液 管100 mL烧 杯四 、 操 作 步 骤移 取 50.00mL水 样 于 100mL的 烧 杯 内 。滴 加 3 滴 浓 HNO3酸 化 ，然 后 加 入 约2 克 的 硝 酸 钾 作 为 离 子 强 度 调 节 剂 ， 必 要 时 可 加 水 稀 释 。 把 搅 拌 棒 和 电 极 都 浸 入水 样 内 ， 开 始 搅 拌 ， 待 硝 酸 钾 溶 解 完 后 ， 按 照 仪 器 使 用 方 法 作 必 要 调 整 ， 把 选择开 关 调 到 适 当 位 置 以 测 量 两 个 电 极 间 的 电 动 势 。 先 预 作 一 遍 ， 找 出 滴 定 突 跃 的大致 范 围 ，然 后 另 取 一 份 样 品 进 行 细 作 ，并 记 录 每 加 入 一 定 体 积 后 所 对 应 的 电 位 值。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 44 页学习必备欢迎下载绘 出 E-V 滴 定曲 线 ,找 出 终 点 电 位 值 和 对 应 的 终 点 体 积 计 算 含 量。 并 对 仪 器 设 置 终点 电 位 值 进 行 第 三 次 自 动 滴 定 。五 、 结 果 计 算ssxxc VcV最 终 换 算成mg ?L-1表 示 。思考题1. 玻 璃 电 极 是 H+浓 度 的 指 示 电 极 ， 为 什 么 可 以 在 这 里 用 作 参 比 电 极 ? 2. 试液 滴 定 前 为 什 么 要 用 HNO3酸 化 ? 实验五邻