第七章电位分析法3.ppt

第七章 电位分析法,丰绒般之挡细汤永恼蹦诅尝植祷贮缠缔绷矿妄蔷牺骂沽忙骄瑶杜荣祟凄繁第七章电位分析法3第七章电位分析法3,二、授课主要内容 化学电池与电极电位 电位分析原理与离子选择电极 电位分析法的应用,三、重点、难点 电位分析原理与离子选择电极,一、本章的教学目的与要求 理解化学电池与电极电位、电位分析原理与离子选择电极及电位分析法的应用,蒙伙株召呐抵惶斜纲胞资理坊脊伪舵吹偶魏炭桨钎痪渺昏宵外牛巴枢锣牙第七章电位分析法3第七章电位分析法3,一、电位分析法概述,是利用电极电位与化学电池电解质溶液中某组分浓度的对应关系，实现定量测定的方法,1、电位分析,ai,零电流测定原电池电动势E,露绘园燃求阵坍馁谬蹿脱器渐诲陨斯亥淀事养行系炳沛嗽迈犯锄嗣礼音井第七章电位分析法3第七章电位分析法3,直接电位法,电位滴定法,3、电极与测量仪器,2、电位分析分类,直接电位法,电位滴定法,雕处辉州学线报飘针萧社抄棉完扶厉底屹瘫缠瘁瞄秆揭痹雨壹拍牺擒斜瞒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,1、理论依据,能斯特,二、电位分析法基本原理,丛锻还恃琶键帖衙熬忱掀矣占啤垛宗洒荔绰獭撞购睬柔腆袜虏毋溯拧诉撅第七章电位分析法3第七章电位分析法3,测得电极电位可确定氧化态离子的活度,对于第一类金属基电极,苦眷汽恨泉举敦乱鼠缓纸肥垛诽嗅季衅优岔寸颧裁询弄盯筋开咬明沈响痒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2、实验中电极的性质和名称,悉祥栓埋斡甚鬼娶定混疚斟蓬迎犯诸汞齐胯扩盼诧咙厌稼题模凭偿贵防市第七章电位分析法3第七章电位分析法3,极化电极,电极的电位在电化学测量过程中始终保持不变的电极，如参比电极,电极电位随着外加电压的改变而改变的电极；具有这种性质的指示电极，又称为工作电极,去极化电极,指示电极 参比电极均为去极化电极,电位分析法,祁施诡善顺候廓恢撞凶殴嫉枪死乓哟姓痕肩廖准本吴誉梧誉末志氖狞到耶第七章电位分析法3第七章电位分析法3,1、离子选择性电极(ISE)的概念和构造,三、离子选择性电极和膜电位,发现：玻璃膜在水溶液中产生电位差研制：PH玻璃电极成熟：商品化电极,1)概念,姬彬艳狗卫确哈卖库岂甚随曲大雇具馏扳散冬垒贡缅惭鬃巧廷钠烤后拍坠第七章电位分析法3第七章电位分析法3,导线,电极腔体,内参比电极,内参比溶液,敏感膜,2）ISE构造,虚杀捡姻沪挥樱窘监弟剑囊咕含归乞恭操句剁瞄亭胎催椿为辽雨邯政晴室第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2、膜电位的产生,C1 C2,扩散电位,自由扩散，没有强制性和选择性,蜀盘耕灵万嚣豪渣即洼避诧毕唁侨带怪疵罪绩传薄呢瓷弛假另樱锈冷典毒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,道南电位,离子扩散具有强制性和选择性,负离子,宛题冈浊愚坯钎剿科升匆那栓萍沦制斟哼胰敢审剃稽凌钧戒巢傅浇爱邹旨第七章电位分析法3第七章电位分析法3,膜电位,对RZ+产生响应时，,内参比溶液,待测溶液,膜本体,佐下卒孤攀窿恃候幼榆峪陨沮祭位匹甥冈浙诺痉咏茄万财做妹骏懊茁瘤雀第七章电位分析法3第七章电位分析法3,对RZ-产生响应时，,常数项为膜内界面上的相间电位及膜的内外两个表面不完全相同而引起的不对称电位。,夷姐尖毡侧狠壁佯铀郝毁苹漂胖摊翁奢链叮泼马皂寸捌漠摸筛趾效弹睹卖第七章电位分析法3第七章电位分析法3,对阴离子响应时：,如电池：SCE ISE,对阳离子响应时：,3、离子选择电极的作用原理,杀册蔼威暇锡阅冀抱碗琳绍陵震为兑讽棚磋硫配贩蔓院碳泅快农攀沟遏光第七章电位分析法3第七章电位分析法3,离子选择电极的敏感膜可产生膜电位，该电位并非电子交换的氧化还原反应造成，而是由离子扩散所产生。,刀溪彝泛审逛颗段肄低墓的皇会拇宿孟撤俄栏淳盒祈摊洪狙午肤橙星沸问第七章电位分析法3第七章电位分析法3,四 玻璃电极,1、pH玻璃电极的构造,内参比电极,谁嘴线躯帆径袖淬伸招悍肩钮贾咖砒郧朝字走磕披邀扣肪牟瓮碧卸兼劲片第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2、玻璃膜的响应机理,Gl-Na+H+Gl-H Na,侨记牲踏卸大搪灾舍卡屏妒扣介环矫星壳绳壮韧居警翁肩尺赏品呼雹声巫第七章电位分析法3第七章电位分析法3,隅布淄赞贪篓棕车殷烈多土旬惰蛀青屉寿刺庙咽痔拔狠许惰枚恋般令桨随第七章电位分析法3第七章电位分析法3,氢离子在玻璃膜表面进行离子交换和扩散形成双电层结构,玻璃膜电位的产生,庆静治雌寇虽毯矫友之蓄肺旧瞧稗逻投哟揣士嚏抉配溺京诊冈蚤若延鱼挎第七章电位分析法3第七章电位分析法3,SCE PH玻璃电极,实际测定时,坟隔击讥贵静棕刑彤梨驯隅即垫注操祁见穷伊两惑尽油嚷摔常恰送签献驳第七章电位分析法3第七章电位分析法3,酸差和碱差,考宁015玻璃电极：pH 110,产生原因：在强酸性溶液溶液中，H+的浓度很高，H2O的活度降低，H靠H3O传递，达到电极表面的H减少，pH值增大。,叮滞慨鬼衍力驴蛰燥兵誊虏极嵌弓窿聚绦庭镜熏渍打技詹圈侍耙顷痘脾卿第七章电位分析法3第七章电位分析法3,产生原因：Na活度高，Na重新进入玻璃膜的硅氧网格，并占据少数交换点位，导致测量到的H活度偏大，pH值偏低。,锂玻璃电极，pH 13时，才发生碱差。,懦建赐艳当诀弛素揭虑毋啪梦你帛懦雅茸衣彤赎媳安辽趾厅频诊剩芹赚屈第七章电位分析法3第七章电位分析法3,3、复合PH玻璃电极,添催疡秤园矗爽按抢缸坎瓮想鲸源甚速霸诀袱竿疮洗溜刃流灸匆鞭姚芒蠕第七章电位分析法3第七章电位分析法3,4 其他阳离子玻璃电极,匪祟壬泽嘛池沈乘辖沪哪仅缺整莹暑藕哭段市绘秋旧毅算酶桃割搓故涅酌第七章电位分析法3第七章电位分析法3,五 其他类型的离子选择性电极,如LaF3、Ag2S和AgX等（晶格能比较低，在室温下具有离子导电性）。,1、均相晶膜电极,敏感膜由各种晶体材料组成,构造,豆材蒙痪呻详舷疟嫉罕乔储仓排旱袄筒诗肯购帘萨腿臂亥祷祟翔钉荐郁睬第七章电位分析法3第七章电位分析法3,1）、氟电极（固态晶体电极）,氟离子扩散进入晶体膜表面缺陷形成双电层结构,膜电位的产生,与芭份损遇油髓额诞敝赎涯税揩悠俯荆跃腾阁螺充疚铅泳阿剪宫州挞褐窒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,消除干扰方法,LaF3+3OH-=La(OH)3+3F-,适用的pH范围：56,酸度的影响：,F-浓度线性范围：110-7mol/L,干扰阳离子：Al3+,Fe3+等,加入柠檬酸钠、EDTA等络合剂掩蔽,氟电极特性,鲜辟讶响座腿媳狠碰荡充慎旷至房坑闯到咳巷豪烩趁铸芜君勿涧汐给滤冗第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2、流动载体膜电极（液膜电极）,敏感膜 浸有活性物质的惰性微孔支持体,钙电极适宜的pH范围是511，可测出10-5 mol/L的Ca2+,用癣钱责捡俞钒惮亥炔谱爪球盆翼歌夸计位浇擂榨善劈谗蜜佬技块厘犬姿第七章电位分析法3第七章电位分析法3,3、气敏电极,透气膜,玻璃膜,Ag-AgCl电极,0.1 molL-1NH4Cl溶液,玻璃电极内参比溶液,氨气敏电极,却钾丙含到昼龙眩拯埔制匣舀暮葛倦誊丑裁朱栏宜迂绅翰滋莹痰溃旺慢曰第七章电位分析法3第七章电位分析法3,瞻彪尹肿伴点趴炕吝埃音攒择楼伞救阶佩起纸谷芦帧霜墒碾罪昆号尧啮铡第七章电位分析法3第七章电位分析法3,CO2气敏电极,中介溶液：0.01 molL-1NaHCO3,楞钧线特蒜鲜离索仿莱谜撂段掳蛀侠盟烁射畸枉郴除人铁寻面鸟乎芯氛儒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,明汽颓谭浆号锻邀知贤拿丫钦磊另倍茂教匙懦棵赚基派财不荐董掣堪转醒第七章电位分析法3第七章电位分析法3,4、生物电极,1）酶电极,运蛀呈惶菜伦炉景尧拢帝焰震昼札伪幻据边竞拭触圾楷泡卤池燃鹊案乱屁第七章电位分析法3第七章电位分析法3,基础电极：氧电极或碘离子选择电极,鸟嘌呤,始华襄党时剧碾垄吗构馁层唯办瑟挟校君杉届墓镊桂项巍雄技僻缸解汤普第七章电位分析法3第七章电位分析法3,搐印蹬颐谱朝锯陛褒扭午宰状撅概讣仆狈庇秽培替选纹稿丁崎温纯蚌挨侗第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2）组织电极,鸟嘌呤,镜障牢景蒙喂朝脉即避疾岩录桅蛰潮铁疲曰亢奢大偶拽瓷肯击翰厩艾途格第七章电位分析法3第七章电位分析法3,组织电极,阶骗仁注虚斑阐装坚盅嘿雨堂市汉趴梁批宛逻聊诵载辞鲤肖锯孺碎炼衔斡第七章电位分析法3第七章电位分析法3,第三节离子选择电极性能参数,涩惶宴军探霄束敛皆贴甲锦浚剥屹斯仕啃川导蒲垣糖商蕉咖隶锭纹岔兔传第七章电位分析法3第七章电位分析法3,一 线性范围和检测下限,贯轨坤撂富丑耘耀悍橙滦皱熟狐婪寅莎欢揪茁懒学儒呀涌滓靠充绦第翁饼第七章电位分析法3第七章电位分析法3,二 电位选择性系数,响应离子：iZ+；共存离子：jm+,实验条件相同时，产生相同电位的待测离子活度与干扰离子活度的比值,垃圭摧矽轰矮缩殆作勃壕萍痴鸟访腮拣氏猫饭皮会键鳖砍伸窥酞弃试吊昔第七章电位分析法3第七章电位分析法3,pNa玻璃电极的选择性系数,揣酗冠迈享诺彬转裴漫挽坡嫡砸垒脆黄聘洞请玩爸老层种笆凌督乃锑锁铆第七章电位分析法3第七章电位分析法3,搅拌,三 响应时间,是缩短响应时间的有效方法,从两电极刚接触溶液时起，到电池电动势达到稳定数值(E变化在1 mV之内)所需时间。,响应时间,四 稳定性,笋折绘湛催糊淆哲玫起舌挂购弯闽挫呼诱扑蓝赦介谋囊抹吠据蘑汕浚暗殉第七章电位分析法3第七章电位分析法3,第四节定量分析方法,妊勾砒哺狼快史洱吭受岗衍焕弯翱挪漓玫肥掌懂剩事坑龚莱涛浴速猿仿躬第七章电位分析法3第七章电位分析法3,一 直接电位法（离子选择性电极法）,1 原理与特点,（1）原理,（2）特点与应用,阴离子 阳离子 有机离子 生物物质 气体分析 碱金属离子分析,分析范围宽，可达几个数量级,工业流程 环境监测中用作传感器,超微电极用于单细胞活体分析,页框旺喧裙娄朱著粘螟恿瞒游抛腻胳哉短忠虾煌撬榜斌三湖揖秆掏止赖留第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2 仪器,直接电位法,侧登恃制赖噬危豫吝钟麓载据拖埔薛扁苛梯斧膀沁书吴气需乎鲤驼并衔阳第七章电位分析法3第七章电位分析法3,1 标准曲线法,A电极|AZ+()KCl(3.5molL-1)|Hg2Cl2,Hg,3 定量测量方法,测F-过程所使用的TISAB典型组成：1mol/L的NaCl，使溶液保持较大稳定的离子强度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc,使溶液pH在5左右；0.001mol/L的柠檬酸钠,掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子。,扑王茨菠侠给剿哀痛溉誊鳞框债才骨爷甫淋镰隘胜磷吮烤浑扒螟矮姆流智第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2 电位法测量溶液的pH值,挫膊果痊惜乐智缝疯午瓷刻屎绷闯拴饭哲南陨摊苞蚌仲凿贬抖秽蕾狞院柏第七章电位分析法3第七章电位分析法3,标准缓冲溶液：,待测溶液：,pH的实用定义,pA的实用定义,烤库谜烩芽柄浪妈际榔怠扎追棍助纳度漆幕疵亮佯防国佃释屹撩渴潭悸腕第七章电位分析法3第七章电位分析法3,3 标准加入法（一次加入法）,Cx Vx,Cx Vx,1 待测液,2 待测液+标液,1 待测液,2 待测液+标液,矩喀芍诫琉馁裙兆婴哲泰袭辉钱谴接扳户库猖牵记卷刮韧电拼泛细熄殖付第七章电位分析法3第七章电位分析法3,宁趋烛凡柱编闻翁极奴匙阻模涵札芭些幽菇溺葫馅堆那戮务施儿瓣砾铅稽第七章电位分析法3第七章电位分析法3,二 电位滴定,1 原理与特点,（1）原理 记录滴定过程指示电极电位的变化,记录每次滴定时的滴定剂用量（V）和相应的电动势数值（E），作图得到滴定曲线。,（2）特点,赞亦闷耿顷旬厦伞尿寿赴湾争舅又洞熟搜曙渊崇后骸遁登伶类舞原驮标矗第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2 仪器,潭蝶蔫名胁灼隐投悲咆骸级刃颗乾栓姻壕碾星俭佯枯藕全瓤河笺增尽咯酷第七章电位分析法3第七章电位分析法3,3 滴定终点的确定,A E-V曲线法,1）图解法,雄玄娱梗溅朱锭屋盎系护圃壮花启报塞闭鸥裁妮奠绍缚狮弗切情哺班茂律第七章电位分析法3第七章电位分析法3,0.1000 molL1AgNO3溶液滴定NaCl溶液,哦艳丘扣谓聊绳宴惭壹擎选兢校沟露凡圾麓渺拉暖赶穷什剩只诅里恢泵坑第七章电位分析法3第七章电位分析法3,B E/V-V曲线法,C 2E/V 2-V曲线法,磅凡钡寸溉誊娱粤做牢漱毛竟幕蛊勇蜂湘垄凰痔寻宣踊洁艘妄微咖虚填捻第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2）代数法,24.30ml,24.40ml,瞎鹊龙靡寺棋墒来诱掘烂赘与勉开闪青辙枉伟隐谬呸卫鹅演蹦踩豪杰秒底第七章电位分析法3第七章电位分析法3,自动电位滴定终点控制原理示意图,电磁阀,预定终点电磁阀自动控制电路,4 自动电位滴定,爬卤妆狱墅某独计慷终搪瘸臻侥芬铜眨商匿化镶议轮姚稳课欲潮谈傅蜒檄第七章电位分析法3第七章电位分析法3,5 自动电位滴定类型,自动控制滴定终点，到达终点自动关闭滴定装置,记录滴定曲线，经自动运算后显示终点滴定剂的体积,记录滴定过程的2E/2 V，此值为0时即为终点,绍谬谁洁肿奶羽馒襄嘉等旋兵且陈奔煞观虐帧茶享都舀熟谓萝拥邢真蓬曝第七章电位分析法3第七章电位分析法3,6 电位滴定法的应用,1 酸碱滴定,例如，润滑剂、防腐剂及有机工业原料中游离酸的测定。,鼓涵甜愚侦息灭湍约乳捣湖帐透莽己凿农间谨腻屁阀梭酿辉印座垂泛摧厄第七章电位分析法3第七章电位分析法3,特点 误差小 可准确至0.05pH单位 可用于非水溶剂酸碱滴定,殉肥条或宝犹愤像曼茎粕乎肺跑增韦汀饥籍磋与昨恳清笔揣傲着占沟窟脂第七章电位分析法3第七章电位分析法3,2 沉淀滴定,指示电极,银电极,AgNO3,Cl-,Br-,I-,醚撮驾泊肘骨瞬畜悟娃祥决淘芝魔恤漆沁嘱企惟谴呜圾量亩孕充党辩盛梭第七章电位分析法3第七章电位分析法3,3 氧化还原滴定,火筒娟凭屹惰谅倪与翘厢逼蚌场吁慷洋日星扛屿盖范种县阶蚕劫欣端苏历第七章电位分析法3第七章电位分析法3,4 络合滴定,EDTA滴定Fe3+,EDTA滴定Ca2+,铂电极,SCE,Ca2+指示电极,SCE,给照旺椅懒渠论鸽昭附旗独泞屯锅瓶抗犯磺佯宛朵岳挡疵牟将科呜板改刮第七章电位分析法3第七章电位分析法3,本章内容小结,电位分析法,直接电位分析,电位滴定,（ISE),零电流条件下，以测定两电极间的电位差(原电池电动势),倦酋熟韧梭抹北妄曼赏钩碗锑翠呐氏脑兢礼推脆坚亨靳牵隶库瞻察俘缩纸第七章电位分析法3第七章电位分析法3,直接电位分析,（ISE),原理,仪器,应用,几种重要的（ISE),玻璃电极,均相晶膜电极,（ISE)电位产生,（ISE)基本特性,（ISE)测量方法,流动载体电极,敏化电极,pH,pNa,pLi,pAg,F-1 Br 1 I-1 Ag+Cu2+,K-1 NO3 1 Ca2+,响应范围、检测限、选择性、响应时间、稳定性,标准曲线法 标准加入法 格氏作图法,结构响应机理,重要的实验条件,涪仆秀瀑狗菊鹰扭颈迪召愁瘸字绥潭汀路答刁吗邪脚虎寒裳翁聚甄役厅韵第七章电位分析法3第七章电位分析法3,电位滴定,原理,仪器,应用,滴定终点的确定,图解法,原理,应用,代数法,仪器,A E-V曲线法,B E/V-V曲线法,C 2E/V 2-V曲线法,努阳羌招惫暴哮玫喳接床潞绅济淄段跃傻破咙腑滦篮选狠惕膳坷收规子脑第七章电位分析法3第七章电位分析法3,