直接电位法课件.pptVIP

定义：直接电位法是选择合适的指示电极与参比电极，浸入待测溶液中组成原电池，测量原电池的电动势，利用电池电动势与被测组分活（浓）度之间的函数关系，直接求出待测组分活（浓）度的方法。 一 、溶液PH的测定 测定溶液pH使用的指示电极有氢 电极、氢醌电极和pH玻璃电极，其中 以pH玻璃电极最为常用。参比电极多 用饱和甘汞电极。 （一） pH玻璃电极 1 pH玻璃电极的构造： 简称玻璃电极，属于膜电极 (玻璃膜的组成不同可制成对 不同阳离子响应的玻璃电极) 只要玻璃膜内外表面结构相同，膜的内外表面原来Na+的点位几乎全部被H+占据，因此K1=K2， = ，则， 由于玻璃电极中内参比溶液H+浓度一定， 为定值，所以： 对整个电极而言，其电极电位φ应为： 玻璃电极的电位φ与待测试液的pH关系符合Nernst方程式。这是pH玻璃电极可以作为测定溶液pH指示电极的理论依据。 4. pH玻璃电极的性能 （1）转换系数： 用S表示2.303RT/F，则：φ=K – SpH 若：φ1=K – SpH1； φ2=K – SpH2 有：△φ= φ2 -φ1=-S(pH2-pH1)=-S pH （2）酸差与碱差：一般玻璃电极的φ-pH曲线，只有当pH在1-9范围内与电极电位φ呈线性关系，否则会产生酸差或碱差。 ①碱差：也称为钠差，是指当溶液pH>9时，使pH的测得值（读数）小于真实值而产生的负误差。 产生碱差的原因是当pH高于9以后，溶液中的H+浓度很低，玻璃膜的水化层点位未完全被H+占据。而Na+浓度很大，Na+可进入玻璃膜的水化层占据一些点位，这样玻璃电极不仅对氢离子有响应，而且对钠离子也有响应，从而测得的氢离子活度高于真实值，即pH值读数低于真实值。 ②酸差：是指当溶液pH<1时，使pH的测得值(读数)大于真实值而产生的误差。 （3）不对称电位(φas):由公式 当 ,即玻璃电极膜两侧溶液的pH 相等时， 但实际上 并不等于零，仍有1-3mV的电位差，这一电位 差称为不对称电位(asymmetry potential)。 引起原因： 主要是由于玻璃内外两表面的结构和性能不完全相同，以及表面玷污、机械刻画、化学腐蚀等外部因素所致。 充分浸泡（24h以上），既可以使玻璃电极活化，又可使φas降至最低而且稳定，这样φas就可包括在电极电位公式的常数项中，而不影响pH测定。 （4）电极电阻：玻璃电极的内阻很大，约为50-500MΩ，测定由它组成的电动势时，只允许有微小的电流通过，否则造成很大的误差。 测定溶液pH必须在专业的电子电位计即pH计上进行。 （5）使用温度：玻璃电极使用温度0-50℃。 (6) 应用特点： 优点：测量直接方便，不破坏溶液，适于有色、 浑浊液体的pH值测定 缺点：玻璃膜薄，易损 （二）测定原理和方法 直接电位法测定溶液pH常以pH玻璃电极作为指示电极，饱和苷汞电极作为参比电极，浸入待测液中组成原电池： 此电池的电动势为：E=φ甘- φ玻 * 第三节 直接电位法direct potentiometry 内容 ： 1 溶液pH的测定 2 其他离子浓度的测定 要求： 1 掌握测定溶液pH的电极、测量原理、方法及注意事项 2 熟悉离子选择电极响应机理、测量方法、测量误差、离子选择电极结构、分类、常见电极 一、溶液pH值的测定 determination of solution PH 二、其他离子浓度的测定 determination of other ion concentration 应用 pH玻璃电极 1 玻璃球膜 2 内参比溶液 3 Ag-AgCl电极 4 玻璃管 5 电极帽 6 导线引出线 构造： 软质球状玻璃膜： 厚度0.05-0.1mm 含Na2O(21.4%)、CaO(6.4%)和SiO2 (72.2%) 对H+选择性响应 内部溶液：KCl的pH 7(或4)的膜内缓冲溶液 内参比电极：Ag-AgCl电极 pH玻璃电极 1 玻璃球膜 2 内参比溶液 3 Ag-AgCl电极 4 玻璃管 5 电极帽 6 导线引出线 2 pH玻璃电极响应机制： 玻璃结构是由固定的带负电荷的硅酸晶格组成，在晶格中有体积小、活动能力强的钠离子。溶液中的氢离子可进入晶格占据钠离子点位，而其他高价阳离子和阴离子不能进出晶格。 当玻璃电极浸入水溶液中后，溶液中的H+可以进入玻璃膜与Na+进