电位滴定仪优秀PPT.ppt
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1、电位滴定仪电位滴定仪什么时候运用电位滴定法什么时候运用电位滴定法平衡常数小、滴定突跃不明显平衡常数小、滴定突跃不明显试样有色、浑浊,指示剂指示终试样有色、浑浊,指示剂指示终点困难点困难电分析化学法电分析化学法电位分析法电位分析法库仑分析法库仑分析法极谱分析法极谱分析法电导分析法电导分析法电解分析法电解分析法电位分析法电位分析法通通过过测测定定含含有有待待测测溶溶液液的的化化学学电电池池的的电电动动势势,进进而而求求得得溶溶液液中中待待测测组份含量组份含量的方法。的方法。电电位位分分析析法法的的关关键键是是如如何何测测定定电电极极电电位位值值,利利用用电电极极电电位位与与其其相相应应的的离离子子
2、活活度度遵遵守守能能斯斯特特关系可测得离子的活度。关系可测得离子的活度。Mn+/M=Mn+/M +(RT/nF)lnaMn+一支电极电位随待测离子活度不同而变一支电极电位随待测离子活度不同而变更的电极更的电极一支电极电位恒定的电极一支电极电位恒定的电极待测溶液待测溶液以上组成工作电池以上组成工作电池M|Mn+|参比电极参比电极E (+)-(-)+L(+)电位较高的正极的电极电位电位较高的正极的电极电位 (-)电位较低的负极的电极电位电位较低的负极的电极电位 L液体接界电位(很小,可忽视)液体接界电位(很小,可忽视)E (+)-(-)+L (+)-(-)参比参比 Mn+/M 参比参比 Mn+/M
3、 (RT/nF)lnaMn+1 参比电极参比电极甘汞电极甘汞电极银氯化银电极银氯化银电极1.1甘汞电极甘汞电极金属汞和氯化亚汞及氯化钾溶液金属汞和氯化亚汞及氯化钾溶液组成的电极组成的电极甘汞电极半电池组成:甘汞电极半电池组成:Hg,Hg2Cl2(固固)|KClHg2Cl2+2e-2Hg+2Cl-Hg22+2e-2Hg 甘汞电极电位的大小,由甘汞电极电位的大小,由Hg22+的活度确定。的活度确定。Hg22+/Hg=Hg22+/Hg +0.059/2lga Hg22+a Hg22+=Kap(Hg2Cl2)/a2Cl-Hg22+/Hg=Hg22+/Hg +0.059/2 lgKap(Hg2Cl2)/
4、a2Cl-=Hg22+/Hg+0.059/2lgKap(Hg2Cl2)0.059lgaCl-=Hg2cl2/Hg 0.059lgaCl因为因为 Hg2Cl2/Hg=Hg22+/Hg+0.059/2lgKap(Hg2Cl2)甘汞电极的电极电位主要确定于甘汞电极的电极电位主要确定于氯离子的活度。不同浓度的氯化氯离子的活度。不同浓度的氯化钾溶液的甘汞电极,具有不同的钾溶液的甘汞电极,具有不同的恒定值。恒定值。1.2 银氯化银电极银氯化银电极银丝镀上一层氯化银,浸在氯化银丝镀上一层氯化银,浸在氯化钾溶液中,即构成银氯化银电钾溶液中,即构成银氯化银电极。极。Ag,AgCl(固固)|KClAgCl+e-A
5、g+Cl-Ag+e-Ag银氯化银电极电位的大小,由银氯化银电极电位的大小,由Ag+的活度确定。的活度确定。Ag+/Ag=Ag+/Ag +0.059lga Ag+因为因为 a Ag+=Kap(AgCl)/aCl-Ag+/Ag=Ag+/Ag+0.059 lgKap(AgCl)/aCl-=Ag+/Ag +0.059lgKap(AgCl)0.059lgaCl-=AgCl/Ag 0.059lgaCl-因为因为 AgCl/Ag=Ag+/Ag +0.059/2lgKap(AgCl)Ag-AgCl电电极极的的电电极极电电位位主主要要确确定定于于氯氯离离子子的的活活度度。不不同同浓浓度度的的氯氯化化钾钾溶溶液液
6、的的Ag-AgCl电电极极,具具有不同的恒定值。有不同的恒定值。2 指示电极指示电极金属金属离子电极金属金属离子电极金属金属难溶盐电极金属金属难溶盐电极汞电极汞电极惰性金属电极惰性金属电极离子选择性电极离子选择性电极2.1金属金属离子电极金属金属离子电极金属金属离子电极是由某些金属插入金属金属离子电极是由某些金属插入该金属离子的溶液中组成的电极。该金属离子的溶液中组成的电极。Ag+e-Ag Ag+/Ag=Ag+/Ag +0.059lga Ag+电极电位与银离子的活度有关,可电极电位与银离子的活度有关,可用来测定银离子的活度。用来测定银离子的活度。金属有银、铜、汞金属有银、铜、汞2.2金属金属难
7、溶盐电极金属金属难溶盐电极金属金属难溶盐电极是由金属表面带金属金属难溶盐电极是由金属表面带有该金属难溶盐的涂层,浸在与其难溶有该金属难溶盐的涂层,浸在与其难溶盐有相同阴离子的溶液中。盐有相同阴离子的溶液中。如甘汞电极和银氯化银电极。这类电如甘汞电极和银氯化银电极。这类电极稳定,重现性好,可用作参比电极。极稳定,重现性好,可用作参比电极。通过测定电极电位,求得阴离子的活度。通过测定电极电位,求得阴离子的活度。2.3 汞电极汞电极汞汞电电极极是是由由金金属属汞汞浸浸入入含含少少量量亚亚汞汞离离子子EDTA协协作作物物及及被被测测金金属属离离子子Mn+的的溶溶液中组成。液中组成。半电池组成为半电池组
8、成为Hg|HgY2-,MY(n-4),Mn+HgY2-+2e-Hg Y4-电子转移反应为电子转移反应为Hg2+2e-Hg Hg2+/Hg=Hg2+/Hg +0.059/2lga Hg2+Hg2+/Hg=Hg2+/Hg +0.059/2lg Mn+汞的电极电位与金属离子的浓度有汞的电极电位与金属离子的浓度有关,可以作为配位滴定的指示电极。关,可以作为配位滴定的指示电极。可滴定约可滴定约30种金属离子。种金属离子。2.4 惰性金属电极惰性金属电极惰性金属电极由铂、金或石墨炭惰性金属电极由铂、金或石墨炭作成片状或棒状,浸入含有均相作成片状或棒状,浸入含有均相和可逆的同一元素的两种不同氧和可逆的同一元
9、素的两种不同氧化态的离子溶液中组成,称为氧化态的离子溶液中组成,称为氧化还原电极。电极反应为:化还原电极。电极反应为:Fe3+e-=Fe2+Fe3+/Fe2+=Fe3+/Fe2+0.059lgaFe3+/Fe2+电电极极电电位位与与离离子子活活度度的的比比率率有有关关。电电极极起起传传递递电电子子的的作作用用,不参与氧化还原反应。不参与氧化还原反应。上上述述指指示示电电极极属属于于金金属属基基电电极极,电电极极电电位位主主要要来来源源于于电电极极表表面面的氧化还原反应。的氧化还原反应。因因为为这这些些电电极极受受溶溶液液中中氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂的的影影响响,选选择择性性比比离离子选择性
10、电极差。子选择性电极差。2.5离子选择性电极离子选择性电极通过电极上的薄膜对各种离子有通过电极上的薄膜对各种离子有选择性的电位相应而作为指示电选择性的电位相应而作为指示电极的。它与上述金属基电极的区极的。它与上述金属基电极的区分在于电极的薄膜并不给出或得分在于电极的薄膜并不给出或得到电子,而是选择性的让一些离到电子,而是选择性的让一些离子渗透,同时也包含离子交换过子渗透,同时也包含离子交换过程。程。玻璃电极玻璃电极晶体膜电极晶体膜电极活动载体电极活动载体电极玻璃电极玻璃电极pH玻璃电极属于非晶体膜电极玻璃电极属于非晶体膜电极主主要要部部分分是是一一个个玻玻璃璃泡泡,泡泡的的下下半半部部是是二二
11、氧氧化化硅硅基基体体中中加加入入氧氧化化钠钠和和少少量量氧氧化化钙钙经经烧烧结结而而成成的的玻玻璃璃薄薄膜膜,膜膜厚厚约约30100微微米米,泡泡内内装装有有PH确确定定的的盐盐酸酸溶溶液液,作作缓缓冲冲溶溶液液,其其中中插插入入一一支支银银氯氯化化银银电电极极作作参参比比电极。电极。玻璃电极在运用前必需在水中浸泡玻璃电极在运用前必需在水中浸泡确定时间。玻璃表面有一层水合硅确定时间。玻璃表面有一层水合硅胶层,玻璃膜外表面的钠离子与水胶层,玻璃膜外表面的钠离子与水中的氢离子发生如下交换:中的氢离子发生如下交换:HNa+Gl(固固)Na+HGl(固固)二价和高价离子不能进入晶格与二价和高价离子不能
12、进入晶格与Na+发生交换发生交换 膜膜=膜膜 0.059PH试试 玻璃玻璃=膜膜 AgCl/Ag电位滴定法电位滴定法pH=-lgH+pH=-lgaH+通常用玻璃电极作指示电极,甘汞电极通常用玻璃电极作指示电极,甘汞电极作参比电极作参比电极问题问题1电位滴定仪有哪些主要部件?电位滴定仪有哪些主要部件?2电位滴定确定终点的方法?电位滴定确定终点的方法?3电位滴定的操作步骤?电位滴定的操作步骤?1电位滴定仪有哪些主要部件?电位滴定仪有哪些主要部件?滴定管滴定管滴定池滴定池指示电极指示电极参比电极参比电极搅拌器搅拌器测量电动势的仪器测量电动势的仪器电位计电位计电磁搅拌器电磁搅拌器滴定管滴定管指示电极指
13、示电极参比电极参比电极烧杯烧杯NaCl溶液溶液硝酸银溶液硝酸银溶液加一次滴定剂,测量一次电动势,加一次滴定剂,测量一次电动势,直到化学计量点,得到一条曲线。直到化学计量点,得到一条曲线。横坐标是滴定剂的用量横坐标是滴定剂的用量ml,纵坐,纵坐标是电动势标是电动势V。2 电位滴定终点的确定方法电位滴定终点的确定方法EV曲线法曲线法 E/V V曲线法曲线法二级微商法二级微商法1 EV曲线法曲线法V,mlE,V2 E/V V曲线法曲线法 E/V=极大值极大值极大值处为滴定终点极大值处为滴定终点曲线的一部分是用外延线绘出的。曲线的一部分是用外延线绘出的。加入加入5ml硝酸银硝酸银 E/V=(0.085
14、-0.062)/(15-5)=0.002加入加入23.5ml硝酸银时硝酸银时 E/V=(0.161-0.146)/(23.8-23.5)=0.015/0.3=0.050加入硝酸银加入硝酸银的体积,的体积,mlE/V E/V 2E/V25.00.0620.00215.00.0850.00420.00.1070.00822.00.1230.01523.00.1380.01623.50.1460.05023.80.1610.06524.00.1740.09加入硝酸加入硝酸银的体积,银的体积,mlE/V E/V 2E/V224.200.1940.392.824.300.2330.834.424.400
15、.3160.24-5.924.500.3400.11-1.324.600.3510.07-0.424.700.3580.05025.000.3730.02425.500.385V,ml E/V,3 二级微商法二级微商法2E/V2=0处为滴定终点处为滴定终点在在24.30ml处,处,2E/V2=(E/V)2(E/V)1/V(0.83-0.39)/(24.35-24.25)=4.42 E/V2V,ml3 醋酸的电位滴定醋酸的电位滴定(操作步骤操作步骤)配配制制0.1mol.L-1的的醋醋酸酸和和氢氢氧氧化化钠溶液。钠溶液。安装电极,调整零点。安装电极,调整零点。用用酒酒石石酸酸氢氢钾钾或或邻邻苯苯
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