仪器分析电位分析PPT讲稿.ppt
《仪器分析电位分析PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《仪器分析电位分析PPT讲稿.ppt(78页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、仪器分析电位分析1第1页,共78页,编辑于2022年,星期四一、电位分析法一、电位分析法定义定义:在通过电池的:在通过电池的电流为零电流为零的条件的条件下测定电极电位,利用电极电位与浓度下测定电极电位,利用电极电位与浓度的关系来确定物质浓度的一种电化学分的关系来确定物质浓度的一种电化学分析方法。析方法。2第2页,共78页,编辑于2022年,星期四3第3页,共78页,编辑于2022年,星期四 E电池电池=参参 x+液接液接+iR E电池电池=参参 x 4第4页,共78页,编辑于2022年,星期四电位分析法的实质是通过在零电流条件电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定下测定两电极两电极间的电位差
2、。间的电位差。参比电极参比电极 指示电极指示电极基础是:基础是:NernstNernst方程方程 直接电位法直接电位法 电位滴定法电位滴定法5第5页,共78页,编辑于2022年,星期四二、参比电极和指示电极二、参比电极和指示电极参比电极参比电极:电位恒定、提供电位标准电位恒定、提供电位标准指示电极指示电极:电极电位随溶液中待测电极电位随溶液中待测离子活度(或浓度)的变化而变化。离子活度(或浓度)的变化而变化。6第6页,共78页,编辑于2022年,星期四电极电位已知、恒定且与被测溶液组成无电极电位已知、恒定且与被测溶液组成无关。关。(一)参比电极(一)参比电极虽无完全符合的,但一些可以基本满足要
3、求虽无完全符合的,但一些可以基本满足要求理想的参比电极理想的参比电极为:为:(1)电极反应可逆,符合)电极反应可逆,符合Nernst方程方程(2)电极电位不随时间变化)电极电位不随时间变化(3)微小电流流过时,能迅速恢复原状)微小电流流过时,能迅速恢复原状(4)温度影响小)温度影响小7第7页,共78页,编辑于2022年,星期四1.1.标准氢电极标准氢电极(NHE)(NHE)基准基准电极电位为电极电位为0 V任何温度下任何温度下aH+=1 MPH2=1 大气压大气压 H+e-H2重现性最好重现性最好8第8页,共78页,编辑于2022年,星期四2.2.甘汞电极甘汞电极半电池:半电池:Hg,Hg2C
4、l2(固)(固)KCl(xM)Hg2Cl2+2e-=2Hg+2 Cl-电极反应:电极反应:最常用最常用9第9页,共78页,编辑于2022年,星期四 =0 0.059lgaCl Hg2Cl2/HgHg2Cl2/HgHg2Cl2=2Hg+2Cl Kap=Hg+2 Cl 2 Hg2Cl2/Hg=0Hg+/Hg+0.059/2lgHg+2 =0Hg+/Hg+0.059/2lgKap/Cl 22Hg+2e =2Hg10第10页,共78页,编辑于2022年,星期四Et=0.2438-7.610-4(t-25)(V)KCl浓度 电极电位(V)0.1 M甘汞电极 0.1 M+0.3365 标准甘汞电极(NCE
5、)1.0 M+0.2828 饱和甘汞电极(SCE)饱和溶液+0.2438 11第11页,共78页,编辑于2022年,星期四3.3.银银-氯化银电极氯化银电极Ag,AgCl KCl AgCl/Ag=0Ag+/Ag+0.059lgaAg+=0Ag+/Ag+0.059lgKapAgCl/aCl =0AgCl/Ag 0.059lg aCl 半电池:半电池:电极反应:电极反应:AgCl+e =Ag+Cl 12第12页,共78页,编辑于2022年,星期四 比甘汞电极优越之处是可用在比甘汞电极优越之处是可用在80 和非水介质中。和非水介质中。常用作离子选择性电极的内参比电极常用作离子选择性电极的内参比电极K
6、Cl浓度电极电位(V)0.1 M Ag-AgCl电极 0.1 M+0.2880标准Ag-AgCl电极1.0 M+0.2223饱和Ag-AgCl电极)饱和溶液+0.2000 13第13页,共78页,编辑于2022年,星期四理想的指示电极对离子浓度变化响应快、理想的指示电极对离子浓度变化响应快、重现性好。重现性好。(二)指示电极(二)指示电极有两类可基本满足以上要求:有两类可基本满足以上要求:金属电极金属电极 膜电极膜电极14第14页,共78页,编辑于2022年,星期四也称活性金属电极,溶液成分与所用也称活性金属电极,溶液成分与所用电极一致。电极一致。Cu2+2e =Cu(s)Ag、Hg、Cd、Z
7、n、Pb等如铜电极:如铜电极:=0+0.059/2lgaCu+。1.1.金属电极金属电极(1)第一类电极第一类电极金属金属-金属离子电极金属离子电极15第15页,共78页,编辑于2022年,星期四(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AgCl(s)+e=Ag(s)+Cl由Nernst方程:=0AgCl/Ag 0.059lg aCl16第16页,共78页,编辑于2022年,星期四(3)第三类电极第三类电极Ag Ag2C2O4,CaC2O4,Ca2+=0+0.059/2lgCCa2+17第17页,共78页,编辑于2022年,星期四(4)零类电极零类电极如如:=0 0+惰性
8、金属电极惰性金属电极Pt,H2H+18第18页,共78页,编辑于2022年,星期四2.2.膜电极膜电极如如:离子选择性电极离子选择性电极膜内外被测离子活度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。响应机理:响应机理:敏感膜敏感膜:导电导电 膜电位能指示溶液中待测离子的浓度膜电位能指示溶液中待测离子的浓度19第19页,共78页,编辑于2022年,星期四液接电位液接电位:两种组成不同,或组成相两种组成不同,或组成相同浓度不同的电解质溶液接触时在溶同浓度不同的电解质溶液接触时在溶液界面上存在的电位差称为液体接界液界面上存在的电位差称为液体接界电位,简称为液接电位。电位,简称为液接电位
9、。(1 1)扩散电位)扩散电位 产生的原因产生的原因:离子在溶液中扩散速:离子在溶液中扩散速 度不同。度不同。膜电位的产生:膜电位的产生:20第20页,共78页,编辑于2022年,星期四液体接界液体接界:组成不同的溶液之间的:组成不同的溶液之间的 接触面接触面21第21页,共78页,编辑于2022年,星期四双电层双电层22第22页,共78页,编辑于2022年,星期四扩散电位:扩散电位:两相界面间存在的由于离子两相界面间存在的由于离子的扩散形成的电位。的扩散形成的电位。这种扩散属于自由扩散这种扩散属于自由扩散23第23页,共78页,编辑于2022年,星期四(2 2)道南()道南(Donnan)电
10、位电位 由于离子在相界面上的由于离子在相界面上的选择性扩散选择性扩散通通过在相界面上形成的电位。过在相界面上形成的电位。+:正离子:正离子:负离子:负离子c2 c1ED=E2 E1=+24第24页,共78页,编辑于2022年,星期四三、离子选择性电极三、离子选择性电极(一)分类(一)分类 (基于(基于19761976年年IUPAC)离子选择电极离子选择电极均相膜电极均相膜电极非均相膜电极非均相膜电极非晶体膜电极非晶体膜电极刚性基质电极刚性基质电极流动载体电极流动载体电极敏化电极敏化电极气敏电极气敏电极酶电极酶电极原电极原电极晶体膜电极晶体膜电极25第25页,共78页,编辑于2022年,星期四1
11、.非晶体膜电极非晶体膜电极敏感膜敏感膜:特殊玻璃,:特殊玻璃,厚度约为厚度约为0.1 mm。(二)原电极(二)原电极SiO2基质中加入基质中加入Na2O、Li2O和和CaO烧结而成的特烧结而成的特殊玻璃膜。殊玻璃膜。内参比溶液内参比溶液:0.1 M HCl(1)pH玻璃电极玻璃电极内参比电极内参比电极:Ag-AgCl26第26页,共78页,编辑于2022年,星期四玻璃电极的微结构玻璃电极的微结构载体载体27第27页,共78页,编辑于2022年,星期四 SiO Na+H+SiO H+Na+水合硅胶层:水合硅胶层:膜膜 SiO H+H2O SiO +H3O+28第28页,共78页,编辑于2022年
12、,星期四则则:E膜膜=E外外 E内内 E玻玻=EAgCl/Ag+E膜膜=常数常数+0.059 lg a外外=常数常数 0.059 pH=K 0.059 pHE外外=k1+0.059 lg(a外外/a外外)E内内=k2+0.059 lg(a内内/a内内)相间电位相间电位假设膜内外表面性质相同,假设膜内外表面性质相同,k1=k2,a外外=a内内 29第29页,共78页,编辑于2022年,星期四讨论讨论:长时间在水中浸泡后(长时间在水中浸泡后(24 h)恒定)恒定(1)E玻玻=K 0.059 pH(2)不对称电位不对称电位理论上理论上:a外外=a内内,E膜膜=0实际上实际上:E膜膜0电极活化电极活化
13、30第30页,共78页,编辑于2022年,星期四(3)高选择性高选择性(4)酸差酸差和和碱差或钠差碱差或钠差电极的适用电极的适用pH范围范围(5)不受溶液中氧化剂、还原剂、不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的影响,不易中毒颜色及沉淀的影响,不易中毒(6)玻璃电极不用时应放水中保存玻璃电极不用时应放水中保存测定测定pH怎样怎样酸差:酸差:pH测测偏高;钠差:偏高;钠差:pH测测偏低偏低31第31页,共78页,编辑于2022年,星期四(2 2)流动载体膜电极(液膜电极)流动载体膜电极(液膜电极)Ca离子交换剂:二癸基磷酸钙离子交换剂:二癸基磷酸钙有机溶剂:苯基磷酸二辛酯有机溶剂:苯基磷酸二辛酯3
14、2第32页,共78页,编辑于2022年,星期四带负电荷载体电极带负电荷载体电极带正电荷载体电极带正电荷载体电极中性载体电极中性载体电极Li+Na+Cs+流动载体电极:流动载体电极:33第33页,共78页,编辑于2022年,星期四2.2.晶体膜晶体膜电极电极敏感膜:敏感膜:LaF3单晶单晶 +EuF20.1 M NaCl+0.1 M NaF氟离子选择电极氟离子选择电极内参比溶液:内参比溶液:导电:晶格缺陷产生空穴导电:晶格缺陷产生空穴34第34页,共78页,编辑于2022年,星期四pH 5pH 56 6 EF=K 0.059lgaF H+F HF或或HF2 LaF3(固固)+3OH La(OH)
15、3(固固)+3F 35第35页,共78页,编辑于2022年,星期四Ag2S多晶膜电极:多晶膜电极:对对Ag+、S2 有选择性响应有选择性响应卤化卤化银银多多晶膜电极:晶膜电极:掺入掺入Ag2S,增加导电性、减小光敏性,增加导电性、减小光敏性对卤离子、对卤离子、Ag+有选择性响应有选择性响应36第36页,共78页,编辑于2022年,星期四(三)敏化电极(三)敏化电极结构特点结构特点:在原电极上覆盖一层在原电极上覆盖一层膜或物质膜或物质 指示电极与参比电极指示电极与参比电极组装在一起组装在一起被称为:探头、探测器、传感器。被称为:探头、探测器、传感器。37第37页,共78页,编辑于2022年,星期
16、四氨气敏电极氨气敏电极:中介液中介液0.1 M NH4ClNH3+H+=NH4+E=K 0.059lgNH3CO2,NO2,H2S,SO2等气敏电极等气敏电极1.1.气敏电极气敏电极38第38页,共78页,编辑于2022年,星期四气气敏敏电电极极一一览览表表39第39页,共78页,编辑于2022年,星期四2.2.酶电极酶电极40第40页,共78页,编辑于2022年,星期四 酶催化反应:酶催化反应:R-CHNH2 COO-+O2+H2 O R-COCOO-+NH4+H2 O2 氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶尿酶尿酶 CO(NH2)2+H2O 2NH3+CO2 氨气敏电极检测氨气敏电极检测葡萄糖葡萄糖+
17、O2+H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸+H2 O2氧电极检测氧电极检测葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶41第41页,共78页,编辑于2022年,星期四3.3.组织电极组织电极敏感膜敏感膜:动植物组织动植物组织42第42页,共78页,编辑于2022年,星期四1.线性范围线性范围(四)离子选择电极的特性(四)离子选择电极的特性Nernst响应响应E=K lgc3.检测限检测限2.响应斜率(响应斜率(级差级差)S43第43页,共78页,编辑于2022年,星期四若测定离子为若测定离子为i i,干扰离子为,干扰离子为j j:4.4.电位选择系数电位选择系数E膜膜ai+Ki,j 与干扰离子活度与干扰离子活度j j的比值的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 仪器 分析 电位 PPT 讲稿
限制150内