现代分析原理1.ppt

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1、Chapter oneChapter onePotentiometricPotentiometric Analysis Analysis第一章第一章电位分析法电位分析法营口地区成人高等教育 QQ群54356621第一章 电位分析法电位分析（Potentiometric Analysis）分为电位法(Potentiometry)和电位滴定（Potentiometric Titration）两种电位法：测量某一电极的电位，通过能斯特公式直接获取待测离子浓度根据滴定过程中的电位变化，依据所消耗的滴定剂的量进行计算营口地区成人高等教育 QQ群54356621内容内容1.1 1.1 电化学分析法概要电化

2、学分析法概要电化学分析法概要电化学分析法概要 电化学分析法定义、特点及分类电化学分析法定义、特点及分类电化学分析法定义、特点及分类电化学分析法定义、特点及分类1.2 1.2 电导、电位分析法基本原理电导、电位分析法基本原理电导、电位分析法基本原理电导、电位分析法基本原理 化学电池、电极电位及电位测定法原理化学电池、电极电位及电位测定法原理化学电池、电极电位及电位测定法原理化学电池、电极电位及电位测定法原理1.3 1.3 pH测定原理与方法测定原理与方法测定原理与方法测定原理与方法 营口地区成人高等教育 QQ群543566211.1.指示电极响应试液中待测物质的活度指示电极响应试液中待测物质的活

3、度 .2.2.参比电极提供恒定不变的相对电位标准参比电极提供恒定不变的相对电位标准3.3.电位差计或离子毫伏计测量电池电动势电位差计或离子毫伏计测量电池电动势营口地区成人高等教育 QQ群54356621营口地区成人高等教育 QQ群54356621营口地区成人高等教育 QQ群54356621营口地区成人高等教育 QQ群54356621营口地区成人高等教育 QQ群54356621营口地区成人高等教育 QQ群54356621阻抗高、电流小、阻抗高、电流小、KCl渗漏少渗漏少适宜于水溶剂适宜于水溶剂阻抗小、有渗漏、接触好阻抗小、有渗漏、接触好适宜非水溶液及粘稠液适宜非水溶液及粘稠液营口地区成人高等教育

4、 QQ群543566211.1 1.1 电化学分析法概要电化学分析法概要 1.1.1.1.电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析(electrochemical analysiselectrochemical analysis）：）：）：）：根据根据根据根据物质在溶液中的物质在溶液中的物质在溶液中的物质在溶液中的电化学性质电化学性质电化学性质电化学性质及其变化来进行分析的方法称及其变化来进行分析的方法称及其变化来进行分析的方法称及其变化来进行分析的方法称电化学分析。电化学分析。电化学分析。电化学分析。2.2.2.2.电化学分析法的重要特征电化学分析法的重要特征电化学分析法的重要特征电化学分析

5、法的重要特征（1 1 1 1）直直直直接接接接通通通通过过过过测测测测定定定定电电电电流流流流、电电电电位位位位、电电电电导导导导、电电电电量量量量等等等等物物物物理理理理量量量量，在在在在溶溶溶溶液液液液中中中中有有有有电电电电流流流流或或或或无无无无电电电电流流流流流流流流动动动动的的的的情情情情况况况况下下下下，来来来来研研研研究究究究、确确确确定定定定参参参参与与与与反应的化学物质的量。反应的化学物质的量。反应的化学物质的量。反应的化学物质的量。（2 2 2 2）依依依依据据据据测测测测定定定定电电电电参参参参数数数数分分分分别别别别命命命命名名名名各各各各种种种种电电电电化化化化学学

6、学学分分分分析析析析方方方方法法法法：如如如如电电电电位位位位、电导分析法；电导分析法；电导分析法；电导分析法；（3 3 3 3）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。营口地区成人高等教育 QQ群543566213.3.电化学分析法的特点电化学分析法的特点（1 1 1 1）灵敏度、准确度高）灵敏度、准确度高）灵敏度、准确度高）灵敏度、准确度高 被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量可以达到10101010-12-12-

7、12-12mol/Lmol/Lmol/Lmol/L数量级。数量级。数量级。数量级。（2 2 2 2）电化学仪器装置较为简单，操作方便）电化学仪器装置较为简单，操作方便）电化学仪器装置较为简单，操作方便）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直直直直接接接接得得得得到到到到电电电电信信信信号号号号，易易易易传传传传递递递递，尤尤尤尤其其其其适适适适合合合合于于于于化化化化工工工工生生生生产产产产中中中中的的的的自动控制和在线分析。自动控制和在线分析。自动控制和在线分析。自动控制和在线分析。（3 3 3 3）应用广泛）应用广泛）应用广泛）应用广泛 传统电化学分析：无机离子的分析；传统电化学分析：无机离

8、子的分析；传统电化学分析：无机离子的分析；传统电化学分析：无机离子的分析；测定有机化合物也日益广泛；测定有机化合物也日益广泛；测定有机化合物也日益广泛；测定有机化合物也日益广泛；有机电化学分析；药物分析；有机电化学分析；药物分析；有机电化学分析；药物分析；有机电化学分析；药物分析；电化学分析在药物分析中也有较多应用。电化学分析在药物分析中也有较多应用。电化学分析在药物分析中也有较多应用。电化学分析在药物分析中也有较多应用。活体分析。活体分析。活体分析。活体分析。营口地区成人高等教育 QQ群54356621根据所测电池的电物理量性质不同分为根据所测电池的电物理量性质不同分为根据所测电池的电物理量

9、性质不同分为根据所测电池的电物理量性质不同分为（1 1）电导分析法：）电导分析法：）电导分析法：）电导分析法：以测量溶液的电导为基础的分析方法。以测量溶液的电导为基础的分析方法。以测量溶液的电导为基础的分析方法。以测量溶液的电导为基础的分析方法。直接电导法：是直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。直接电导法：是直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。直接电导法：是直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。直接电导法：是直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。电导滴定法：是通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被电导滴定法：是通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被电导滴定法：是通过电导

10、的突变来确定滴定终点，然后计算被电导滴定法：是通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被测物质的含量。测物质的含量。测物质的含量。测物质的含量。（2 2）电解分析法：）电解分析法：）电解分析法：）电解分析法：应用外加电源电解试液，电解后称量在电应用外加电源电解试液，电解后称量在电应用外加电源电解试液，电解后称量在电应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法，也称电重量法。极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法，也称电重量法。极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法，也称电重量法。极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法，也称电重量法。（3 3）电位分析法：）电

11、位分析法：）电位分析法：）电位分析法：用一指示电极和一参比电极与试液组成电用一指示电极和一参比电极与试液组成电用一指示电极和一参比电极与试液组成电用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法，直接电位法、电位滴定法的方法，直接电位法、电位滴定法的方法，直接电位法、电位滴定法的方法，直接电位法、电位滴定法4.4.电化学分析法的基本分类电化学分析法的基本分类营口地区成人高等教育 QQ群5

12、4356621（4 4）伏安分析法和极谱分析法：）伏安分析法和极谱分析法：）伏安分析法和极谱分析法：）伏安分析法和极谱分析法：两者都是以电解过程中所两者都是以电解过程中所两者都是以电解过程中所两者都是以电解过程中所得的电流得的电流得的电流得的电流电压曲线为基础来进行分析的方法。电压曲线为基础来进行分析的方法。电压曲线为基础来进行分析的方法。电压曲线为基础来进行分析的方法。极谱法：极谱法：极谱法：极谱法：使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，称

13、为极谱法。称为极谱法。称为极谱法。称为极谱法。伏安法：伏安法：伏安法：伏安法：使用表面静止的液体或固体电极，称为伏安法。使用表面静止的液体或固体电极，称为伏安法。使用表面静止的液体或固体电极，称为伏安法。使用表面静止的液体或固体电极，称为伏安法。（5 5）库仑分析法：）库仑分析法：）库仑分析法：）库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电解过程中应用外加电源电解试液，根据电解过程中应用外加电源电解试液，根据电解过程中应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。所消耗的电量来进行分析的方法。所消耗的电量来进行分析的方法。所消耗的电量来进行分析的方法。控制电位库仑分析法：控制电

14、位库仑分析法：控制电位库仑分析法：控制电位库仑分析法：直接根据被测物质在电解过程中所消耗直接根据被测物质在电解过程中所消耗直接根据被测物质在电解过程中所消耗直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。的电量来求含量。的电量来求含量。的电量来求含量。库仑滴定法：库仑滴定法：库仑滴定法：库仑滴定法：用恒电流在用恒电流在用恒电流在用恒电流在100%100%的电流效率下进行电解，使电的电流效率下进行电解，使电的电流效率下进行电解，使电的电流效率下进行电解，使电解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，解过程中产生一种物质，该物

15、质与被测物进行定量的化学反应，解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。营口地区成人高等教育 QQ群543566211.2 1.2 电导电位分析法基本原理电导电位

16、分析法基本原理一、电导的测定一、电导的测定电导测定实际上测定的是电阻，电导测定实际上测定的是电阻，电导测定实际上测定的是电阻，电导测定实际上测定的是电阻，常用的常用的常用的常用的韦斯顿电桥韦斯顿电桥韦斯顿电桥韦斯顿电桥如图所示。如图所示。如图所示。如图所示。ABABABAB为均匀的滑线电阻，为可变为均匀的滑线电阻，为可变为均匀的滑线电阻，为可变为均匀的滑线电阻，为可变电阻，并联一个可变电容以便电阻，并联一个可变电容以便电阻，并联一个可变电容以便电阻，并联一个可变电容以便调节与电导池实现阻抗平衡，调节与电导池实现阻抗平衡，调节与电导池实现阻抗平衡，调节与电导池实现阻抗平衡，M M M M为放有待

17、测溶液的电导池，电为放有待测溶液的电导池，电为放有待测溶液的电导池，电为放有待测溶液的电导池，电阻阻阻阻RxRxRxRx待测待测待测待测I 是频率在1000Hz左右的高频交流电源，G为耳机或阴极示波器。营口地区成人高等教育 QQ群54356621一、电导的测定一、电导的测定接通电源后，移动C点，使DGC线路中无电流通过，如用耳机则听到声音最小，这时D，C两点电位降相等，电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就可求得待测溶液的电导。营口地区成人高等教育 QQ群54356621二、电位分析的几个基本概念二、电位分析的几个基本概念1 1相界电位相界电位相界电位相界电位：两个不同物相接触的界面上的电位差两个

18、不同物相接触的界面上的电位差两个不同物相接触的界面上的电位差两个不同物相接触的界面上的电位差2 2液接电位：液接电位：液接电位：液接电位：两个组成或浓度不同的电解质溶液相两个组成或浓度不同的电解质溶液相两个组成或浓度不同的电解质溶液相两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微小电位差，称接触的界面间所存在的微小电位差，称接触的界面间所存在的微小电位差，称接触的界面间所存在的微小电位差，称。3 3金属的电极电位：金属的电极电位：金属的电极电位：金属的电极电位：金属电极插入含该金属的电解金属电极插入含该金属的电解金属电极插入含该金属的电解金属电极插入含该金属的电解质溶液中产生的金属与溶

19、液的相界电位，称质溶液中产生的金属与溶液的相界电位，称质溶液中产生的金属与溶液的相界电位，称质溶液中产生的金属与溶液的相界电位，称。ZnZn2+双双电电层层动动态态平平衡衡稳稳定定的的电电位位差差4 4电池电动势：电池电动势：电池电动势：电池电动势：构成化学电池的相互接触的各相界构成化学电池的相互接触的各相界构成化学电池的相互接触的各相界构成化学电池的相互接触的各相界 电位的代数和，称电位的代数和，称电位的代数和，称电位的代数和，称。营口地区成人高等教育 QQ群54356621三、化学电池：三、化学电池：一种电化学反应器，由两个电极插入适当电解质一种电化学反应器，由两个电极插入适当电解质一种电

20、化学反应器，由两个电极插入适当电解质一种电化学反应器，由两个电极插入适当电解质溶液中组成溶液中组成溶液中组成溶液中组成（一）分类：（一）分类：（一）分类：（一）分类：1 1原电池原电池原电池原电池：将化学能转化为电能的装置（自发进行）将化学能转化为电能的装置（自发进行）将化学能转化为电能的装置（自发进行）将化学能转化为电能的装置（自发进行）应用：直接电位法，电位滴定法应用：直接电位法，电位滴定法应用：直接电位法，电位滴定法应用：直接电位法，电位滴定法2 2电解池：电解池：电解池：电解池：将电能转化为化学能的装置（非自发进行）将电能转化为化学能的装置（非自发进行）将电能转化为化学能的装置（非自发

21、进行）将电能转化为化学能的装置（非自发进行）应用：永停滴定法、伏安分析法应用：永停滴定法、伏安分析法应用：永停滴定法、伏安分析法应用：永停滴定法、伏安分析法（二）电池的表示形式与电池的电极反应（二）电池的表示形式与电池的电极反应（二）电池的表示形式与电池的电极反应（二）电池的表示形式与电池的电极反应 1 1表示形式：表示形式：表示形式：表示形式：1 1）溶液注明活度）溶液注明活度）溶液注明活度）溶液注明活度2 2）用）用）用）用表示电池组成的每个接界面表示电池组成的每个接界面表示电池组成的每个接界面表示电池组成的每个接界面3 3）用）用）用）用 表示盐桥，表明具有两个接界面表示盐桥，表明具有两

22、个接界面表示盐桥，表明具有两个接界面表示盐桥，表明具有两个接界面4 4）发生氧化反应的一极写在左）发生氧化反应的一极写在左）发生氧化反应的一极写在左）发生氧化反应的一极写在左,发生还原反应的一极写在右发生还原反应的一极写在右发生还原反应的一极写在右发生还原反应的一极写在右营口地区成人高等教育 QQ群543566212 2 2 2原电池：原电池：原电池：原电池：(-)Zn(-)ZnZnZn2+2+(1mol/L)(1mol/L)CuCu2+2+(1mol/L)(1mol/L)CuCu电极反应电极反应电极反应电极反应 阳极（阳极（阳极（阳极（-）ZnZn极极极极Zn2eZnZn2eZn2+2+（氧

23、化反应）氧化反应）氧化反应）氧化反应）阴极（阴极（阴极（阴极（+）CuCu极极极极CuCu2+2+2eCu+2eCu（还原反应）还原反应）还原反应）还原反应）电池反应电池反应电池反应电池反应 Zn+CuZn+Cu2+2+Zn Zn2+2+Cu +Cu （氧化还原反应）氧化还原反应）阳极：阳极：发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极(负极负极)；阴极：阴极：发生还原反应发生还原反应(正极正极)；阳极阳极正极正极 阴极阴极负极负极电极电位较正的为正极电极电位较正的为正极营口地区成人高等教育 QQ群543566213 3电解池：电解池：电解池：电解池：电极反应电极反应电极反应电极反应外加电压外加电压

24、（阳）（阳）AgAgAgAg+(1mol/L)(1mol/L)CuCu2+2+(1mol/L)(1mol/L)CuCu（阴）阴）（阴极）（阴极）CuCu极极 CuCu2+2+2e Cu +2e Cu（还原反应）还原反应）（阳极）（阳极）AgAg极极 Ag-e AgAg-e Ag+（氧化反应）氧化反应）电池反应电池反应电池反应电池反应 CuCu2+2+2Ag Cu+2Ag+2Ag Cu+2Ag+(被动被动被动被动氧化还原反应）氧化还原反应）阳极：阳极：阳极：阳极：发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极(正极正极正极正极)；阴极：阴极：阴极：阴极：发生还原反应的电

25、极发生还原反应的电极发生还原反应的电极发生还原反应的电极(负极负极负极负极)；阳极阳极阳极阳极=正极正极正极正极 阴极阴极阴极阴极=负极负极负极负极营口地区成人高等教育 QQ群54356621电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属；电解法制备化工原料；电镀法保护和美化金属；还有氧化着色等。电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源。电分析 生物电化学（三）化学电池的用途：（三）化学电池的用途：（三）化学电池的用途：（三）化学电池的用途：营口地区成人高等教育 QQ群54356621四、电极电位四、电极电位1.1.1.1.平衡电极电位平衡电极电位平衡电极电位平衡电极电

26、位以以锌锌-硫酸锌硫酸锌为例：当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中为例：当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中ZnZn2+2+的化学势大于溶液中的化学势大于溶液中ZnZn2+2+的化学势，则锌不断溶解到溶液的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留在锌片上。结果：金属带负电，溶液带正电；中，而电子留在锌片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层形成双电层 相间的电位差；相间的电位差；电位差排斥电位差排斥ZnZn2+2+继续进入溶液；继续进入溶液；金属表面的负电荷又吸引金属表面的负电荷又吸引ZnZn2+2+；达到动态平衡，相间平衡电位达到动态平衡，相间平衡电位 金属的金属的平衡电极电位平衡电极电位。

27、营口地区成人高等教育 QQ群54356621对于金属电极（还原态为金属，活度定为对于金属电极（还原态为金属，活度定为1 1）：）：2.2.2.2.电极电位理论基础：电极电位理论基础：电极电位理论基础：电极电位理论基础：电极电位电极电位电极电位电极电位与溶液中与溶液中待测离子间待测离子间待测离子间待测离子间的定量关系的定量关系Nernst方程方程方程方程对于氧化还原体系：对于氧化还原体系：Ox+ne-=RedZnZn2+2+2e Zn +2e Zn 式中式中a Mn+为金属离子为金属离子Mn+的活度的活度由上式可见，测定了电极电位，就可以确定离子的活度（在由上式可见，测定了电极电位，就可以确定离

28、子的活度（在一定条件下可换算出其一定条件下可换算出其离子浓度离子浓度离子浓度离子浓度）Walther Nernst1864-1941营口地区成人高等教育 QQ群543566213.3.电极电位的测量电极电位的测量1)1)1)1)相对电极电位相对电极电位相对电极电位相对电极电位到目前为止，测定其绝对值尚有困难。到目前为止，测定其绝对值尚有困难。实际我们只需知道它的相对值。实际我们只需知道它的相对值。要知道其相对值，必须有一参照值。国际上规定要知道其相对值，必须有一参照值。国际上规定标准氢电极标准氢电极为标为标准电极，并规定在准电极，并规定在任何条件任何条件下，下，标准氢电极的电势为零标准氢电极的

29、电势为零标准氢电极的电势为零标准氢电极的电势为零。将标将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电位差即该电极的相准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电位差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电位高的为正，反之为负；对电极电位，比标准氢电极的电极电位高的为正，反之为负；Pt|H2(101 325 Pa),H+(1mol/dm)|Ag2+(1mol/dm)|Ag 电位差：电位差：+0.799 V；银电极的银电极的标准电极电位：标准电极电位：+0.799 V。在在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于1 时的电极电位称为：时的电极

30、电位称为：标准电极电位。标准电极电位。营口地区成人高等教育 QQ群543566212)2)2)2)电位分析电位分析电位分析电位分析:通过在零电流条件下测定两电极间的电位差通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(电池电池电动势）所进行的分析测定。电动势）所进行的分析测定。E=E+-E-+E液接电位iR 装置：装置：参比电极、指示电极、电位差计；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，电池电动势随指当测定时，参比电极的电极电位保持不变，电池电动势随指示电极的电极电位而变，而指示电极的电极电位随溶液中待测离示电极的电极电位而变，而指示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变

31、。子活度而变。标准氢电极标准氢电极标准氢电极标准氢电极（SHESHE）：）：电极反应电极反应电极反应电极反应2H2H+2e+2eHH2 2甘汞电极甘汞电极甘汞电极甘汞电极mercury-mercury(I)chlorideelectrodemercury-mercury(I)chlorideelectrode：HgHg和甘汞糊，及一定浓度和甘汞糊，及一定浓度和甘汞糊，及一定浓度和甘汞糊，及一定浓度KClKCl溶液溶液溶液溶液 电极表示式电极表示式电极表示式电极表示式Hg,HgHg,Hg2 2CLCL22(s)(s)KCL(xmol/L)KCL(xmol/L)电极反应电极反应电极反应电极反应Hg

32、Hg2 2CLCL22+2e+2e2Hg+2CL2Hg+2CL-营口地区成人高等教育 QQ群54356621 银银银银-氯化银电极氯化银电极氯化银电极氯化银电极(silver-silverchlorideelectrode)(silver-silverchlorideelectrode)：电极表示式电极表示式电极表示式电极表示式Ag,AgCLAg,AgCLCLCL-(xmol/L)(xmol/L)电极反应式电极反应式电极反应式电极反应式AgCLAgCL+e+eAg+CLAg+CL-*对参比电极的要求：对参比电极的要求：对参比电极的要求：对参比电极的要求：a.a.电极电位稳定电极电位稳定电极电位

33、稳定电极电位稳定，可逆性好，可逆性好，可逆性好，可逆性好 b.b.重现性好，使用方便，寿命长重现性好，使用方便，寿命长重现性好，使用方便，寿命长重现性好，使用方便，寿命长;易于制作易于制作易于制作易于制作由于氢电极的技术要求高，实际上用易制备、使用方便由于氢电极的技术要求高，实际上用易制备、使用方便由于氢电极的技术要求高，实际上用易制备、使用方便由于氢电极的技术要求高，实际上用易制备、使用方便且电极电势稳定的且电极电势稳定的且电极电势稳定的且电极电势稳定的甘汞电极甘汞电极甘汞电极甘汞电极或或或或氯化银电极氯化银电极氯化银电极氯化银电极作为作为作为作为参比参比参比参比电极电极电极电极3 3）电极

34、电位的测量）电极电位的测量）电极电位的测量）电极电位的测量经与参比电极组成原电池，测得电池电动势，经与参比电极组成原电池，测得电池电动势，经与参比电极组成原电池，测得电池电动势，经与参比电极组成原电池，测得电池电动势，扣除参比电极电位后求出待测电极电位扣除参比电极电位后求出待测电极电位扣除参比电极电位后求出待测电极电位扣除参比电极电位后求出待测电极电位有时可忽略营口地区成人高等教育 QQ群543566211.3 pH测定原理与方法测定原理与方法离子选择性电极简介离子选择性电极简介离子选择性电极简介离子选择性电极简介pH测定原理测定原理测定原理测定原理pH测定方法测定方法测定方法测定方法营口地区

35、成人高等教育 QQ群54356621一、离子选择性电极简介一、离子选择性电极简介 离子选择性电极：离子选择性电极：离子选择性电极：离子选择性电极：也称膜电极，它能选择性地响应待也称膜电极，它能选择性地响应待也称膜电极，它能选择性地响应待也称膜电极，它能选择性地响应待测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应很弱，其电极电位与溶液中待测离子活度的对数有线很弱，其电极电位与溶液中待测离子活度的对数有线很弱，其电极电位与溶液中待测离子活度的对数有线很弱，其电极

36、电位与溶液中待测离子活度的对数有线性关系，即遵循能斯特方程式。性关系，即遵循能斯特方程式。性关系，即遵循能斯特方程式。性关系，即遵循能斯特方程式。玻璃电极玻璃电极玻璃电极玻璃电极是一种对是一种对是一种对是一种对H H+响应的玻璃膜电极响应的玻璃膜电极响应的玻璃膜电极响应的玻璃膜电极 常用来做为常用来做为常用来做为常用来做为pHpH测定时的测定时的测定时的测定时的指示电极指示电极指示电极指示电极 其膜电位与待测溶液中氢离子的活度其膜电位与待测溶液中氢离子的活度其膜电位与待测溶液中氢离子的活度其膜电位与待测溶液中氢离子的活度 之间的关系遵循能斯特方程。之间的关系遵循能斯特方程。之间的关系遵循能斯特

37、方程。之间的关系遵循能斯特方程。图：用来测量溶液图：用来测量溶液pH的的电极系统电极系统1.玻璃电极；玻璃电极；2.饱和甘汞电极；饱和甘汞电极；3.待测溶液；待测溶液；4.接至电压计接至电压计营口地区成人高等教育 QQ群54356621二、二、pH测定原理测定原理玻璃电极示意图玻璃电极示意图1.玻璃管；玻璃管；2.内参比电内参比电极（极（Ag/AgCl）;3.内参比溶液内参比溶液（0.1mol/LHCl）;4.玻璃薄膜玻璃薄膜1.1.玻璃电极玻璃电极玻璃电极玻璃电极内参比电极的电位恒定，与被测溶液的内参比电极的电位恒定，与被测溶液的内参比电极的电位恒定，与被测溶液的内参比电极的电位恒定，与被测

38、溶液的pHpH无关无关无关无关玻璃电极作为指示电极，其主要作用在玻璃膜玻璃电极作为指示电极，其主要作用在玻璃膜玻璃电极作为指示电极，其主要作用在玻璃膜玻璃电极作为指示电极，其主要作用在玻璃膜当玻璃电极侵入被测溶液时，玻璃膜处于内参当玻璃电极侵入被测溶液时，玻璃膜处于内参当玻璃电极侵入被测溶液时，玻璃膜处于内参当玻璃电极侵入被测溶液时，玻璃膜处于内参比溶液及待测溶液中间，则跨越玻璃膜产生一比溶液及待测溶液中间，则跨越玻璃膜产生一比溶液及待测溶液中间，则跨越玻璃膜产生一比溶液及待测溶液中间，则跨越玻璃膜产生一电位差电位差电位差电位差 E EMM，这种电位差称为膜电位。这种电位差称为膜电位。这种电位

39、差称为膜电位。这种电位差称为膜电位。营口地区成人高等教育 QQ群54356621外部试液外部试液a外外内部参比内部参比a内内水化层水化层水化层水化层干玻璃干玻璃Ag+AgCl营口地区成人高等教育 QQ群54356621二、二、pH测定原理测定原理2.2.pH测定过程测定过程测定过程测定过程Ag,AgCl|HCl|玻璃膜玻璃膜|试液试液溶液溶液KCl(饱和）饱和）|Hg2Cl2（固），固），Hg 玻璃玻璃 液接液接 甘汞甘汞常数常数K包括：包括：外参比电极电位外参比电极电位 内参比电极电位内参比电极电位 不对称电位不对称电位 液接电位液接电位营口地区成人高等教育 QQ群54356621EpH11

40、3营口地区成人高等教育 QQ群54356621三、三、pH测定方法测定方法若测定条件完全一致，则若测定条件完全一致，则若测定条件完全一致，则若测定条件完全一致，则K K s s=K K x x,两式相减得：两式相减得：两式相减得：两式相减得：式中式中式中式中pHpHs s已知，实验测出已知，实验测出已知，实验测出已知，实验测出E Es s和和和和E Ex x后，即可计算出试液的后，即可计算出试液的后，即可计算出试液的后，即可计算出试液的pHpHx x，ICPACICPAC推荐上式作为推荐上式作为推荐上式作为推荐上式作为pHpH的实用定义。使用时，尽量使温度保持的实用定义。使用时，尽量使温度保持

41、的实用定义。使用时，尽量使温度保持的实用定义。使用时，尽量使温度保持恒定并选用与待测溶液恒定并选用与待测溶液恒定并选用与待测溶液恒定并选用与待测溶液pHpH接近的标准缓冲溶液。接近的标准缓冲溶液。接近的标准缓冲溶液。接近的标准缓冲溶液。1.pH1.pH1.pH1.pH测定的实际应用测定的实际应用测定的实际应用测定的实际应用两种溶液，两种溶液，两种溶液，两种溶液，pHpHpHpH已知的已知的已知的已知的标准缓冲溶液标准缓冲溶液标准缓冲溶液标准缓冲溶液s s s s和和和和pHpHpHpH待测的待测的待测的待测的试液试液试液试液x x x x。测测测测定各自的电动势为：定各自的电动势为：定各自的电动势为：定各自的电动势为：营口地区成人高等教育 QQ群54356621三、三、pH测定方法测定方法2.2.2.2.表表表表 标准标准标准标准pHpHpHpH溶液溶液溶液溶液营口地区成人高等教育 QQ群54356621