第八章电化学分析法优秀PPT.ppt

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1、第八章电化学分析法第一页，本课件共有60页本章重点：本章重点：（1）化学电池组成）化学电池组成（2）各类电极反应及相应）各类电极反应及相应Nernst方程式的表达方程式的表达（3）pH玻璃电极和氟离子电极结构和工作原理玻璃电极和氟离子电极结构和工作原理（4）直接电位法和电位滴定法应用）直接电位法和电位滴定法应用 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。析或电分析化学。第二页，本课件共有60页一、电化学分析法的类型一、电化学分析法的类型按

2、按IUPACIUPAC的推荐，可分为三类的推荐，可分为三类:(1)(1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。如电导分析不涉及双电层，也不涉及电极反应。如电导分析(2)(2)涉及双电层，但不涉及电极反应。如表面张力测量涉及双电层，但不涉及电极反应。如表面张力测量(3)(3)涉及电极反应。电位、电解、库仑、极谱、伏安分析等。涉及电极反应。电位、电解、库仑、极谱、伏安分析等。习惯分类方法（按测量的电化学参数分类）习惯分类方法（按测量的电化学参数分类）:(1)(1)电位分析法：测量电池电动势电位分析法：测量电池电动势(电极电位重点掌握方法）电极电位重点掌握方法）(2)(2)电导分析法：测量溶液电导值电导分

3、析法：测量溶液电导值(3)(3)电解电解(电重量电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量分析法：测量电解过程电极上析出物重量(4)(4)库仑分析法：测量电解过程中消耗的电量；库仑分析法：测量电解过程中消耗的电量；(5)(5)伏安分析：若观察电解过程中电流与电位变化曲线；伏安分析：若观察电解过程中电流与电位变化曲线；(6)(6)极谱分析：在伏安中使用滴汞电极时又称极谱分析法。极谱分析：在伏安中使用滴汞电极时又称极谱分析法。第三页，本课件共有60页二、电化学分析法的特点二、电化学分析法的特点（1 1）灵敏度、准确度高，选择性好）灵敏度、准确度高，选择性好被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量

4、可以达到1010-12-12mol/Lmol/L数量级。数量级。（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，操作方便直直接接得得到到电电信信号号，易易传传递递，尤尤其其适适合合于于化化工工生生产产中中的的自自动动控控制制和在线分析。和在线分析。（3 3）应用广泛）应用广泛传统电化学：无机离子分析传统电化学：无机离子分析H H+、F F-、ClCl-、K K+；有机电化学分析：蛋白质、氨基酸有机电化学分析：蛋白质、氨基酸药物分析：磺胺类药物含量分析药物分析：磺胺类药物含量分析活体分析：肌苷含量、酶活性分析活体分析：肌苷含量、酶活性分析第四页，本课件共有60页电化学分析的学

5、习参考资料电化学分析的学习参考资料(1)(1)电化学分析导论，科学出版社，高小霞等，电化学分析导论，科学出版社，高小霞等，19861986(2)(2)电化学分析，中国科大出版社，蒲国刚等，电化学分析，中国科大出版社，蒲国刚等，19931993(3)(3)电分析化学，北师大出版社，李启隆等，电分析化学，北师大出版社，李启隆等，19951995(4)(4)近代分析化学，高等教育出版社，朱明华等，近代分析化学，高等教育出版社，朱明华等，19911991第五页，本课件共有60页第八章第八章 电化学分析法电化学分析法第二节第二节 电位法的基本原理电位法的基本原理一、化学电池一、化学电池二、指示电极和参比

6、电极二、指示电极和参比电极三、电极电位三、电极电位第六页，本课件共有60页一、化学电池一、化学电池电极电极：将金属放入对应的溶液后所组成的：将金属放入对应的溶液后所组成的系统。如银与硝酸银溶液。系统。如银与硝酸银溶液。化学电池化学电池：由两支电极构成的系统；是化学：由两支电极构成的系统；是化学能与电能的转换装置；能与电能的转换装置；电化学分析法中涉及到两类化学电池：电化学分析法中涉及到两类化学电池：原电池原电池：自发地将化学能转变成电能；：自发地将化学能转变成电能；电解池电解池：由外电源提供电能，使电流通过：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。电极，在电极上发生电极反

7、应的装置。电池工作时，电流必须在电池内部和外部流电池工作时，电流必须在电池内部和外部流过，才能构成回路。过，才能构成回路。溶液中的电流溶液中的电流：正、负离子的移动。：正、负离子的移动。第七页，本课件共有60页1 1、原电池、原电池负极：发生氧化负极：发生氧化反应的电极。反应的电极。正极：发生还原正极：发生还原反应的电极。反应的电极。电极电位较高的电极电位较高的为正极为正极电极电位较低的电极电位较低的为负极为负极电池总反应是两电池总反应是两个电极反应的加个电极反应的加合合第八页，本课件共有60页2 2、电解电池、电解电池阳极：与直流阳极：与直流电源正极相连电源正极相连的一段，发生的一段，发生氧

8、化反应。氧化反应。阴极：与直流阴极：与直流电源负极相连电源负极相连的一段，发生的一段，发生还原反应。还原反应。电池总反应是电池总反应是两个电极反应两个电极反应的加合的加合第九页，本课件共有60页3 3、液体接界电位与盐桥、液体接界电位与盐桥 在两种不同离子溶液或两种不同浓度的同种离子的溶液接触在两种不同离子溶液或两种不同浓度的同种离子的溶液接触界面上，由于迁移速度不同而存在着微小的电位差，此电位差界面上，由于迁移速度不同而存在着微小的电位差，此电位差称之为液体接界电位，简称液接电位。称之为液体接界电位，简称液接电位。液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率而引起。液体接界电位产生的原

9、因：各种离子具有不同的迁移速率而引起。液接电位会影响电动势的测量结果，实际工作中必须设法消除或减小。液接电位会影响电动势的测量结果，实际工作中必须设法消除或减小。盐桥：饱和盐桥：饱和KClKCl溶液溶液中加入中加入3%3%琼脂；琼脂；K+、Cl-的扩散速度的扩散速度接近，使液接电位接近，使液接电位保持恒定在保持恒定在1-21-2mVmV。第十页，本课件共有60页第十一页，本课件共有60页二、指示电极和参比电极二、指示电极和参比电极1、指示电极：电极电位随被测离子的活度（浓度）变换而变化的、指示电极：电极电位随被测离子的活度（浓度）变换而变化的电极。电极。（1）第一类电极）第一类电极金属金属-金

10、属离子电极金属离子电极 例如：例如：Ag-AgNO3电极电极(银电极银电极)，Zn-ZnSO4电极电极(锌电极锌电极)等等表示为：表示为：MMn+(xmol/l)；电极反应：；电极反应：电极电位：电极电位：第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关选择性差（对其他阳离子也有响应）不常用选择性差（对其他阳离子也有响应）不常用（2）第二类电极）第二类电极金属金属-金属难溶盐电极金属难溶盐电极如：如：Ag-AgCl，Hg-Hg2Cl2电极电极第十二页，本课件共有60页（3）惰性金属电极（零类电极）惰性金属电极（零类电极）它是一种惰性金属（铂或石墨）与含有可溶性的氧化

11、态和它是一种惰性金属（铂或石墨）与含有可溶性的氧化态和还原态物质的溶液组成。电极不参与反应，但其晶格间的自还原态物质的溶液组成。电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与交换（只起导电作用）。故惰性金属电极可作为由电子可与交换（只起导电作用）。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。这类电极是：铂（这类电极是：铂（Pt）和石墨（）和石墨（C）例如表示为）例如表示为 PtCe4+,Ce3+；PtFePtFe3+3+,Fe,Fe2+2+；PtHPtH2 2HH+写出下面反应的电池符号表示形式：写出下面反应的电池符号表示形式：Fe

12、2+Ce4+=Fe3+Ce3+电极反应：电极反应：M Mn nX Xm m+ne=mM+nX+ne=mM+nX-电极电位电极电位表示表示MMnXm(MMnXm(难溶物难溶物)X)X第十三页，本课件共有60页（4 4）离子选择性电极）离子选择性电极(ISE)-(ISE)-重要的、常用的指示电极重要的、常用的指示电极特特点点:仅仅对对溶溶液液中中特特定定离离子子有有选选择择性性响响应应（离离子子选选择择性性电电极极）电电极极的的关键：是一个称为选择膜的敏感元件（敏感膜）。关键：是一个称为选择膜的敏感元件（敏感膜）。敏敏感感膜膜是是一一个个能能分分开开两两种种电电解解质质溶溶液液，并并对对某某类类离

13、离子子有有选选择择性性响应（离子交换和扩散，不发生电子得失）响应（离子交换和扩散，不发生电子得失）的薄膜，它能形成膜电位。的薄膜，它能形成膜电位。敏感元件：单晶、混晶、液膜、高分子功敏感元件：单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等构成膜内外被测离子活度能膜及生物膜等构成膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。的不同而产生电位差。第十四页，本课件共有60页2、参参比比电电极极：电电极极电电位位恒恒定定不不变变的的电电极极。如如标标准准氢氢电电极极（SHESHE），），SHESHE是基准，定义电位值为零是基准，定义电位值为零(任何温度任何温度)。（1 1）甘汞电极）甘汞电极 电极反应：电极反应：H

14、g2Cl2+2e=2Hg+2 Cl-半电池符号：半电池符号：HgHg2Cl2（固）固）KCl 电极电位（电极电位（25）：）：电极内溶液的电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电活度一定，甘汞电极电位固定。位固定。第十五页，本课件共有60页表表8-18-1甘汞电极的电极电位（甘汞电极的电极电位（2525）温度校正，对于温度校正，对于SCE，t 时的电极电位为：时的电极电位为：t为摄氏温度为摄氏温度。自己总结一下参比电极特点？自己总结一下参比电极特点？第十六页，本课件共有60页（2 2）银）银-氯化银电极（氯化银电极（Ag-AgClAg-AgCl）：）：温度校正，（标准温度校正，（标准Ag-AgC

15、l电极），电极），t 时的电极电位为：时的电极电位为：银丝镀上一层银丝镀上一层AgCl沉淀沉淀,浸在一定浓度的浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银溶液中即构成了银-氯化银电极氯化银电极。电极反应：电极反应：AgCl+e=Ag+Cl-半电池符号：半电池符号：AgAgCl（固）固）KCl 电极电位（电极电位（25）：）：表表8-2 银银-氯化银电极的电极电位（氯化银电极的电极电位（25）第十七页，本课件共有60页（3 3）标准氢电极）标准氢电极它是一片在表面涂有薄层铂黑的铂片，浸在氢离子活度为它是一片在表面涂有薄层铂黑的铂片，浸在氢离子活度为1mol/l溶液中，在玻璃管中通入压力为溶液中，在玻璃管

16、中通入压力为1atm的氢气的体系。的氢气的体系。电极反应：电极反应：2H+2e=H2 半电池符号：半电池符号：PtH2（1atm）H+（1mol/l）电极电位（电极电位（25）：）：第十八页，本课件共有60页三、金属电极电位三、金属电极电位1.1.平衡电极电位（电极电位）平衡电极电位（电极电位）可可以以将将金金属属看看成成离离子子和和自自由由电电子子构构成成。以以锌锌-硫硫酸酸锌锌为为例例，当当锌锌片片与与硫硫酸酸锌锌溶溶液液接接触触时时，金金属属锌锌中中ZnZn2+2+的的化化学学势势大大于于溶溶液液中中ZnZn2+2+的的化化学学势势，则则锌锌不不断断溶溶解解到到溶溶液液中中，而而电电子子

17、留留在在锌锌片片上上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层(double electric layer double electric layer 见图见图8-28-2所示）。所示）。双电层的形成建立了相间的电位差；双电层的形成建立了相间的电位差；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 平衡电极电位平衡电极电位。第十九页，本课件共有60页2.2.电极电位的测量电极电位的测量无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极

18、电位。无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成原电池，电位规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成原电池，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；为正，反之为负；Pt|H2(101 325 Pa)|H+(1mol/dm)|Ag+(1mol/dm)|Ag 电位差：电位差：+0.799 V；银电极的标准电极电位：银电极的标准电极电位：+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时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于于1 时的电极电

19、位称为：标准电极电位。时的电极电位称为：标准电极电位。第二十页，本课件共有60页第二十一页，本课件共有60页第二十二页，本课件共有60页第八章第八章 电化学分析法电化学分析法第三节第三节 直接电位法直接电位法一、电位分析法原理一、电位分析法原理二、二、ISEISE种类、结构和原理种类、结构和原理三、离子选择电极的特性三、离子选择电极的特性 第二十三页，本课件共有60页一、电位分析法的原理一、电位分析法的原理电位分析是通过在零电流电位分析是通过在零电流(为什么？为什么？)条条件下测定两电极间的电位差（电池电动势）件下测定两电极间的电位差（电池电动势）所进行的分析测定。所进行的分析测定。装置：参比

20、电极、指示电极、电位差计装置：参比电极、指示电极、电位差计(酸度计、电位滴定仪）；酸度计、电位滴定仪）；当测定时，参比电极的电极电位保持不当测定时，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而变，而指示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变。待测离子活度而变。第二十四页，本课件共有60页1 1、直直接接电电位位法法:电电极极电电位位与与溶溶液液中中电电活活性性物物质质活活度度有有关关，通通过过测测量量溶溶液液的的电电动动势势，根根据据能能斯斯特特方方程程计计算算被被测测物物质质的的含含量量如饮用水中氟离子含量测

21、定如饮用水中氟离子含量测定研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。目前应用最多、选择性最好的是膜电极领域之一。目前应用最多、选择性最好的是膜电极第二十五页，本课件共有60页2 2、理论基础、理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间的定量关系式）。的定量关系式）。对于氧化还原体系：对于氧化还原体系：Ox +ne-=Red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）：）：第二十六页，本课件共有60页二、二、离子选择性电极种类、结构与原

22、理离子选择性电极种类、结构与原理1、种类、种类 离子选择性电极离子选择性电极(又称膜电极又称膜电极)。1976年IUPAC基于膜的特征，推荐将其分为以下几类：原电极（primary electrodes）晶体膜电极（crystalline membrane electrodes）：F-电极 均相膜电极（homogeneous membrane electrodes）非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes)非晶体膜电极（crystalline membrane electrodes）：玻璃电极 刚性基质电极（rigid matrix electrodes

23、）流动载体电极(electrodes with a mobile carrier)敏化电极（sensitized electrodes）气敏电极（gas sensing electrodes）酶电极（enzyme electrodes）重点使用重点使用第二十七页，本课件共有60页2 2、pHpH玻璃电极玻璃电极（1 1）结构：右图，主要有三部分组成）结构：右图，主要有三部分组成 敏感膜：玻璃膜。厚度约为敏感膜：玻璃膜。厚度约为0.050.1mm 内参比电极：内参比电极：Ag-AgClAg-AgCl电极电极(管内管内)内参比溶液：含内参比溶液：含KClHCl溶液溶液（2）响响应应机机制制：水水浸

24、浸泡泡后后玻玻璃璃电电极极后后，玻玻璃璃膜膜表表面面的的Na+与与水水中中的的H+发发生生交交换换作作用用，玻玻璃璃膜膜表表面面几几乎乎全全被被H H+占占据据，形形成成水水化化凝凝胶胶层层(10-510-4mm)。当当玻玻璃璃电电极极浸浸入入待待测测溶溶液液时时，由由于于H H浓浓度度不不同同将将产产生生浓浓差差扩扩散散形形成成双双电电层层，对对应应电电位位差差就是玻璃膜电位。就是玻璃膜电位。第二十八页，本课件共有60页第二十九页，本课件共有60页 玻玻璃璃电电浸浸泡泡后后，生生成成三三层层结结构构，即即中中间间的的干干玻玻璃璃层层和和两两边边的水化硅胶层：玻璃膜的水化硅胶层：玻璃膜=水化层

25、水化层+干玻璃层干玻璃层+水化层水化层玻玻璃璃电电极极使使用用前前，必必须须在在水水溶溶液液中中浸浸泡泡，增增加加表表面面的的活活性性。水水化化凝凝胶胶层层表表面面可可视视作作阳阳离离子子交交换换剂剂。溶溶液液中中H+经经水水化化层层扩扩散散至至干干玻玻璃璃层层，干干玻玻璃璃层层的的阳阳离离子子向向外外扩扩散散以以补补偿偿溶溶出出的的离离子子，离子的相对移动产生扩散电位。离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。两者之和构成膜电位。第三十页，本课件共有60页设膜内外表面结构相同，则设膜内外表面结构相同，则a1、a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+

26、活度；活度；a1、a2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度；活度；k1、k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则k1=k2，a1=a2由于内参比溶液中的由于内参比溶液中的H+活度活度（a2）是固定的是固定的,则则:测量溶液测量溶液pHpH定量依据定量依据第三十一页，本课件共有60页讨论讨论:(1)玻璃膜电位与试样溶液中的玻璃膜电位与试样溶液中的pH成线性关系。式中成线性关系。式中K是是由玻璃膜电极本身性质决定的常数；由玻璃膜电极本身性质决定

27、的常数；(2)玻璃电极电位应是内参比电极电位和玻璃膜电位之和玻璃电极电位应是内参比电极电位和玻璃膜电位之和;(3)不对称电位不对称电位(2525)：如果如果:a1=a2，则理论上，则理论上 ，但实际上，但实际上 产生的原因产生的原因:玻璃膜内、外表面含钠量、表面张力以及机械玻璃膜内、外表面含钠量、表面张力以及机械 和化学损伤的细微差异所引起的。长时间浸泡后（和化学损伤的细微差异所引起的。长时间浸泡后（24h）即可活化即可活化电极，有可降低且恒定（电极，有可降低且恒定（13mV）不对称电位。不对称电位。第三十二页，本课件共有60页 (4)高选择性高选择性：膜电位的产生不是电子的得失。其它离子不：

28、膜电位的产生不是电子的得失。其它离子不能进入晶格产生交换。当溶液中能进入晶格产生交换。当溶液中Na+浓度比浓度比H+浓度高浓度高1015倍时，倍时，两者才产生相同的电位；两者才产生相同的电位；(5)酸差：测定溶液酸度太大（酸差：测定溶液酸度太大（pH9产生误差，主要是产生误差，主要是Na+参与参与相界面上的交换所致；使测定相界面上的交换所致；使测定PH比实际的低比实际的低 (7)改变玻璃膜的组成，可制成对其它阳离子响应的玻璃膜电极；改变玻璃膜的组成，可制成对其它阳离子响应的玻璃膜电极；(8)特点：不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的影特点：不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的影响，不易中毒

29、响，不易中毒；电极内阻很高，电阻随温度变化，电极内阻很高，电阻随温度变化，pH19范围电极电位与范围电极电位与pH呈线性关系。呈线性关系。第三十三页，本课件共有60页3.3.氟离子选择电极氟离子选择电极（1 1）结构：右图结构：右图 敏感膜：氟化镧单晶膜（掺有敏感膜：氟化镧单晶膜（掺有EuF2 的的 LaF3单晶切片晶格缺陷增多，单晶切片晶格缺陷增多，膜导电性增强）膜导电性增强）内参比电极：内参比电极：Ag-AgCl电极电极(管内管内)。内参比溶液：内参比溶液：0.1mol/L的的NaCl和和0.10mol/L的的NaF混合溶液（混合溶液（F-用来控制膜内表面的电位，用来控制膜内表面的电位，C

30、l-用以固定内参比电极的电位）。用以固定内参比电极的电位）。第三十四页，本课件共有60页（2 2）响应机制）响应机制 LaFLaF3 3的晶格中有空穴，在晶格上的的晶格中有空穴，在晶格上的F F-可可以移入晶格邻近的空穴而导电。对于一定的晶以移入晶格邻近的空穴而导电。对于一定的晶体膜，离子的大小、形状和电荷决定其是否能体膜，离子的大小、形状和电荷决定其是否能够进入晶体膜内，故膜电极一般都具有较高的够进入晶体膜内，故膜电极一般都具有较高的离子选择性。离子选择性。当当氟氟电电极极插插入入到到F F-溶溶液液中中时时，F F-在在晶晶体膜表面进行交换。体膜表面进行交换。2525时：时：具有较高的选择

31、性，需要在具有较高的选择性，需要在pH57之间使用，之间使用，pH高时，溶液中高时，溶液中的的OH-与氟化镧晶体膜中的与氟化镧晶体膜中的F-交换，交换，pH较低时，溶液中的较低时，溶液中的F-生成生成HF或或HF2-。测定线性范围测定线性范围10-110-6mol/lmol/l。第三十五页，本课件共有60页4、复合电极、复合电极复合电极复合电极=指示电极指示电极+参比电极参比电极三、离子选择电极的性能三、离子选择电极的性能 1 1膜电位及其选择性膜电位及其选择性 共存的其它离子对膜电位产生有贡献吗共存的其它离子对膜电位产生有贡献吗?若若测测定定离离子子为为i i，电电荷荷为为z zi i；干干

32、扰扰离离子子为为j j，电电荷荷为为z zj j。考考虑虑到到共共存离子产生的电位，则膜电位的一般式可写成为：存离子产生的电位，则膜电位的一般式可写成为：第三十六页，本课件共有60页注意：注意：a 、对阳离子响应的电极，对阳离子响应的电极，K 后取正号；对负离子响应的电极，后取正号；对负离子响应的电极，K 后取负号。后取负号。b 、Ki j称之为电极的选择性系数，称之为电极的选择性系数，其意义为：在相同的测定条件下，待测离子和干扰离子产生其意义为：在相同的测定条件下，待测离子和干扰离子产生相同电位时待测离子的活度相同电位时待测离子的活度i i与干扰离子活度与干扰离子活度j j的比值。由于受的比

33、值。由于受各种实验条件的影响，各种实验条件的影响，K Kijij目前还没有理论计算值，只有在一定实验目前还没有理论计算值，只有在一定实验条件下的实测值。条件下的实测值。第三十七页，本课件共有60页C C、通常通常Ki j 1,Vs，可认为溶液体积基本不变。可认为溶液体积基本不变。浓度增量为：浓度增量为：c=cs Vs/V0第五十三页，本课件共有60页再次测定工作电池的电动势为再次测定工作电池的电动势为E2：用用E E2 2-E-E1 1则：则：第五十四页，本课件共有60页3.3.影响电位测定准确性的因素影响电位测定准确性的因素 测量温度测量温度 温度对测量的影响主要表现在对电极的标准电极电位、

34、温度对测量的影响主要表现在对电极的标准电极电位、直线的斜率和离子活度的影响上，有的仪器可同时对前两直线的斜率和离子活度的影响上，有的仪器可同时对前两项进行校正，但多数仅对斜率进行校正。温度的波动可以项进行校正，但多数仅对斜率进行校正。温度的波动可以使离子活度变化而影响电位测定的准确性。在测量过程中使离子活度变化而影响电位测定的准确性。在测量过程中应尽量保持温度恒定。应尽量保持温度恒定。线性范围和电位平衡时间线性范围和电位平衡时间 一般线性范围在一般线性范围在10-1-110-6-6mol/L，平衡时间越短越好。测平衡时间越短越好。测量时可通过搅拌使待测离子快速扩散到电极敏感膜，量时可通过搅拌使

35、待测离子快速扩散到电极敏感膜，以以缩短缩短平衡时间。测量不同浓度试液时，应由低到高测量。平衡时间。测量不同浓度试液时，应由低到高测量。第五十五页，本课件共有60页溶液特性溶液特性 在这里溶液特性主要是指溶液离子强度、在这里溶液特性主要是指溶液离子强度、pH及共存组分及共存组分等。溶液的总离子强度保持恒定。溶液的等。溶液的总离子强度保持恒定。溶液的pH应满足电极的要求。应满足电极的要求。避免对电极敏感膜造成腐蚀。干扰离子的影响表现在两个避免对电极敏感膜造成腐蚀。干扰离子的影响表现在两个方面：一是能使电极产生一定响应，二是干扰离子与待测方面：一是能使电极产生一定响应，二是干扰离子与待测离子发生络合

36、或沉淀反应。离子发生络合或沉淀反应。电位测量误差电位测量误差 当电位读数误差为当电位读数误差为1 1mVmV时，对于一价离子，由此引起结果的相对时，对于一价离子，由此引起结果的相对误差为误差为3.9%,3.9%,对于二价离子对于二价离子,则相对误差为则相对误差为7.8%7.8%。故电位分析多。故电位分析多用于测定低价离子。用于测定低价离子。第五十六页，本课件共有60页三、应用实例三、应用实例 例例题题：将将氟氟离离子子选选择择电电极极和和饱饱和和甘甘汞汞电电极极插插入入100.00mL水水样样中中,用用直直接接电电位位法法测测定定水水样样中中的的Ca2+。25时时，测测得得氟氟离离子子电电极极

37、电电位位为为0.0619V(对对SCE),加加入入0.0731mol/L的的NaF标标准准溶溶液液1.00mL,搅搅拌拌平平衡衡后后,测测得得氟氟离离子子电电极电位极电位为为0.0483V(对对SCE)。试计算原水样中氟离子浓度？试计算原水样中氟离子浓度？解：由标准加入法计算公式解：由标准加入法计算公式 S=0.059/2 c=(Vs cs)/Vo=1.000.0731/100 试样中氟离子浓度为试样中氟离子浓度为3.87104mol/L。第五十七页，本课件共有60页 例例题题：在在0.1000mol/L Fe3+溶溶液液中中,插插入入Pt电电极极(+)和和SCE(-),在在25时测得电池电动

38、势为时测得电池电动势为0.395V,问有多少问有多少Fe3+被还原成被还原成Fe2+?解解:SCEa(Fe3+),a(Fe2+)Pt =0.77+0.059 lg(Fe3+/Fe2+)0.2412 lg(Fe3+/Fe2+)=(0.395+0.24120.771)/0.059 =2.254 设有设有 X%的的 Fe3+还原为还原为 Fe2+，则：则：lg(Fe3+/Fe2+)=lg（1X）/X=2.254 (1-X)/X=0.00557;X=0.557%;即有约即有约0.56%的的Fe3+被还原为被还原为Fe2+第五十八页，本课件共有60页 例例题题：测测定定下下列列电电池池电电动动势势为为-0.272v，计计算算Ag2CrO4的的Ksp？已知已知解：解：第五十九页，本课件共有60页 例例题题：在在25时时测测得得下下列列电电池池电电动动势势为为0.512V,计计算算丙丙酸酸（HPrO）的解离常数）的解离常数?PtHH2 2(100kPa)HPrO(0.01mol/l),NaPrO(0.05mol/l)(100kPa)HPrO(0.01mol/l),NaPrO(0.05mol/l)SCE解：解：第六十页，本课件共有60页