化学监督6电化学分析.pptx

第一节第一节第一节第一节 电位分析法基本原理电位分析法基本原理电位分析法基本原理电位分析法基本原理v一、基本原理一、基本原理:电化学电池、电化学电池、Nernst方程方程 电位分析法的大致过程是：选择合适的参比电极和指示电位分析法的大致过程是：选择合适的参比电极和指示电极浸入制备好的试液中构成原电池，用适当方法和仪器电极浸入制备好的试液中构成原电池，用适当方法和仪器测定此原电池的电动势，根据测得的电动势（或操作过程测定此原电池的电动势，根据测得的电动势（或操作过程中电池电动势的变化），计算待测物质的含量。中电池电动势的变化），计算待测物质的含量。v二、电位法测定溶液的二、电位法测定溶液的pH值值 v1.参比电极：甘汞电极是常用的参比电极参比电极：甘汞电极是常用的参比电极。电极反应：电极反应：Hg2Cl2+2e=2Hg+2Cl v2.指示电极：指示电极：H+离子的指示电极常见的是玻璃电极。条离子的指示电极常见的是玻璃电极。条件一定时，其电极电位与被测溶液的件一定时，其电极电位与被测溶液的pH值成线性关系：值成线性关系：v四、溶液四、溶液pH值的测定原理：值的测定原理：v测量电池：玻璃电极测量电池：玻璃电极标准缓冲溶液标准缓冲溶液甘汞电极，即甘汞电极，即Ag,AgClHCl玻璃膜玻璃膜试液试液KClHg2Cl2,Hg v电池电动势（电池电动势（250C）：）：E=k+0.059pHvpH的操作定义：的操作定义：v对于标准溶液：对于标准溶液：E标标=k+0.0592pH标标 v对于待测溶液：对于待测溶液：E试试=k+0.0592pH试试v即即 pH试试=pH标标+（E试试E标标）/0.0592vpH测定注意事项：温度校正、复定位、标准缓冲溶液、测定注意事项：温度校正、复定位、标准缓冲溶液、电极的浸泡和保护、电极的检查、复合电极、电极的清电极的浸泡和保护、电极的检查、复合电极、电极的清洗、水样的测定。洗、水样的测定。v五、溶液五、溶液pNa值的测定原理值的测定原理v测量测量pNa值的原理，基本上与玻璃电极测定溶液值的原理，基本上与玻璃电极测定溶液的的pH相似。相似。v但是由于被测溶液中但是由于被测溶液中H+离子对测定有干扰，当测离子对测定有干扰，当测量量Na离子时，离子时，H+离子浓度和离子浓度和Na+离子浓度比应离子浓度比应小于小于1：100，以免除，以免除H+离子对离子对Na+离子测定的干离子测定的干扰。通常向溶液中加入碱试剂（二异丙胺或氢氧扰。通常向溶液中加入碱试剂（二异丙胺或氢氧化钡）使溶液化钡）使溶液pH控制在控制在10以上，以消除以上，以消除H+离子离子对测定干扰。对测定干扰。第二节第二节第二节第二节 电位滴定法电位滴定法电位滴定法电位滴定法 第二节第二节 电位滴定法电位滴定法v电位滴定法是用电极电位（电电位滴定法是用电极电位（电池电动势）的变化代替指示剂池电动势）的变化代替指示剂颜色的变化来指示终点的容量颜色的变化来指示终点的容量分析方法。电位滴定终点的确分析方法。电位滴定终点的确定，并不需要知道终点电位的定，并不需要知道终点电位的绝对值，仅需要注意电位的变绝对值，仅需要注意电位的变化。把测得的电位值对消耗的化。把测得的电位值对消耗的滴定剂体积作图绘制滴定曲线，滴定剂体积作图绘制滴定曲线，由滴定曲线上电位由滴定曲线上电位“突跃突跃”部部分来确定滴定的终点。分来确定滴定的终点。一、电位滴定终点的确定一、电位滴定终点的确定1.作图法作图法2二级微商计算法二级微商计算法v三、电位滴定法的应用三、电位滴定法的应用:v四大滴定法四大滴定法v四、自动电位滴定法四、自动电位滴定法v1.自动控制滴定终点型自动控制滴定终点型:v预设终点预设终点滴定剂滴定剂电池电动电池电动势变化势变化控制滴定剂加入控制滴定剂加入根根据实测电池电动势与据实测电池电动势与预设终点预设终点比较比较,控制滴定速度和终点控制滴定速度和终点.v2.曲线记录滴定型曲线记录滴定型:这类仪器把这类仪器把滴定曲线记录在记录纸上。滴滴定曲线记录在记录纸上。滴定进行到超过化学计量点，然定进行到超过化学计量点，然后根据记录的滴定曲线求得滴后根据记录的滴定曲线求得滴定结果。定结果。第三节第三节 电导分析法电导分析法v 以测定电解质溶液的电导为基础的分析方法称为电导以测定电解质溶液的电导为基础的分析方法称为电导分析法。在水质分析中通常以测定水中的电导率来确定水分析法。在水质分析中通常以测定水中的电导率来确定水的纯度。的纯度。v一、电导、电导率一、电导、电导率v电解质溶液的电导率，通常是用两个金属片（即电极）插电解质溶液的电导率，通常是用两个金属片（即电极）插入溶液中，测量两极间电阻率大小来确定，电导率是电阻入溶液中，测量两极间电阻率大小来确定，电导率是电阻率的倒数。根据欧姆定律，溶液的电导（率的倒数。根据欧姆定律，溶液的电导（G）与电极面积）与电极面积（A）成正比，与电极间距离（）成正比，与电极间距离（L）成反比。即：）成反比。即：v G=DDA/L或或DD=GL/A或或G=DD/KvK为电导池常数（或电极常数）为电导池常数（或电极常数）v二、影响电导率的因素：二、影响电导率的因素：对于同一溶液，用不同电极测出的电导值不同，但电导率是对于同一溶液，用不同电极测出的电导值不同，但电导率是不变的。溶液的电导率和电解质溶液性质，浓度及温度有关。不变的。溶液的电导率和电解质溶液性质，浓度及温度有关。v对于一定的电解质溶液，浓度一定时，只与温度有关，对于一定的电解质溶液，浓度一定时，只与温度有关，温度升高，离子的运动速度变快使电导率增加。一般应温度升高，离子的运动速度变快使电导率增加。一般应将测得的电导率换算成将测得的电导率换算成25时的电导率来表示时的电导率来表示vDD25=GK/1+(t25)v三、电导电极（简称电极）的选用三、电导电极（简称电极）的选用:v导率较低的的水样导率较低的的水样光亮电极光亮电极v中、高电导率的水样中、高电导率的水样铂黑电极铂黑电极v特别高的电导率用特别高的电导率用 U型铂黑电极型铂黑电极 v1.电导池常数的选用电导池常数的选用v电导池常数分为三种：电导池常数分为三种：0.1 cm1以下，以下，0.1 cm11.0 cm1及及1.0 cm110 cm1，通常电导池常数较小的适用测定低，通常电导池常数较小的适用测定低电导率的水样，而电导池常数大的电极则适用测定高电导率电导率的水样，而电导池常数大的电极则适用测定高电导率的水样电导池常数用的水样电导池常数用KCl标准溶液标定标准溶液标定 v2.减小极化采取的措施减小极化采取的措施v电极的极化是指电极上有电流通过时，电极电位偏离平衡电电极的极化是指电极上有电流通过时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。流过的电流越大，极化现象越严重。为减小极电位的现象。流过的电流越大，极化现象越严重。为减小极化，在测定中、高电导率时常采用铂黑电极。镀铂黑的目极化，在测定中、高电导率时常采用铂黑电极。镀铂黑的目的是为了增加电极面积，减小极化作用。电导率高时，说明的是为了增加电极面积，减小极化作用。电导率高时，说明水样中含盐量高，离子在电极上反应速度快，当电极面积增水样中含盐量高，离子在电极上反应速度快，当电极面积增加时，电流密度减小，降低了反应速度，极化作用减小。加时，电流密度减小，降低了反应速度，极化作用减小。