利用物質的電學或電化學性質進行分析的方法.ppt

1,第七章 電化學分析法,利用物質的電學或電化學性質進行分析的方法,2,1.電化電池,3,陽極_為負極,發(fā)生氧化反應,陰極_為正極,發(fā)生還原反應,電位較高的電極為正極，易接受電子,電位較低的電極為負極，易失去電子,負正,4,2.相間電位,E為電池中各相間電位的代數(shù)和,兩種不同金屬接觸產生的,金屬和溶液之間的電位,不同溶液接觸產生的液接電位,忽略,5,6,3、電極電位的測定,單個電極的電位無法測量，與另一作為電位參比標準的電極組成原電池,一般情況下，電極電位由三種方法得到： （1）由欲測電極與標準氫電極組成電池，測出該電極的電極電位。 （2）可利用穩(wěn)定的參比電極與欲測電極組成電池，測出該電極的電極電位。 （3）電熱力學數(shù)據(jù)計算出。,7,指示電極：電位隨溶液中被測離子的活度或濃度的變化而改變的電極。 參比電極：電極電位為已知的恒定不變的電極,一個指示電極 一個參比電極,當這兩個電極一起浸入被測溶液中構成原電池時，通過測定原電池的電動勢，即可求得被測溶液的離子活度或濃度,E = 陰- 陽,原電池的裝置組成,8,7.1 電位分析法的原理,利用電極電位與溶液中待測物活度或濃度的關系來求得物質活度或濃度的方法,9,一、參比電極,在t、p一定時，準確已知，且不隨待測液組成而變化,測定原電池電極電位,10,將溶液中被測離子濃度轉變成電信號的一種傳感器，一種指示電極只能指示一種物質的濃度,有兩類可基本滿足以上要求： 金屬電極 膜電極,11,1、金屬基電極,（1）金屬-金屬離子電極：將金屬浸入該金屬離子的溶液中達到溶解平衡,12,（2）金屬-金屬微溶鹽電極：將金屬及其微溶鹽浸入含該微溶鹽的陰離子溶液中達到沉淀-溶解平衡,用來測定與金屬離子形成難溶鹽的陰離子,13,2、膜電極-離子選擇電極,ion selective electrode, ISE,電位型電化學傳感器,目前已有測定各種陰陽離子的選擇電極，如氟、氯、銅離子、 pH、pNa、pK、硝酸根、Ca2+、氨等離子選擇電極,14,玻璃電極,在pH19范圍內，對H+有很好的響應,硅氧結構,15,16,玻璃膜浸泡于水中,硅氧結構與H+鍵合強度大于與Na+,H+NaGi=Na+HGi,17,M = 外+ 擴 + 內 = 0H+/H2 +0.059lg（H+) + 常數(shù) = k 0.059pH,M,外,內,18,7.2 直接電位分析法 水中pH值的測定(玻璃電極法),一、測定原理：直接電極法測定水樣的pH值，是以玻璃電極為指示電極（負極）與飽和甘汞電極為參比電極（正極）和被測溶液組成原電池,電池= 甘- M = 甘 - （k-0.059pH） =K + 0.059pH,pH= （ 電池 - K ）/ 0.059,19,K值的確定： 通過測定已知pH 值的標準溶液校正儀器,電池 標準 = K標準 + 0.059 pH標準,電池 水樣 = K水樣 + 0.059 pH 水樣,假設：K標準 = K水樣 , 則：,20,二、pH計使用 1. 儀器的定位與校正 （1）測量前檢查儀器、電極、標準緩沖液是否正常。 （2）選用標準緩沖溶液：根據(jù)待測樣品的pH值范圍，在其兩端選用兩種pH標準緩沖溶液（標準緩沖溶液可自配或購買pH基準試劑） （3）儀器定位與校正： 將電極浸入第一種標準緩沖溶液中，調節(jié)“溫度”旋鈕，使之與被測溶液溫度一致。然后調“定位”鈕，使pH讀數(shù)與已知pH值一致。校正后切勿再動“定位”鈕 將電極取出，洗凈、吸干，再浸入第二種標準緩沖溶液中，測定pH值，如測定值與第二種標準緩沖溶液已知pH值之差小于0.1pH值，則說明儀器正常，否則需檢查儀器、電極或標準溶液是否有問題。,21,2測量時，更換標準緩沖液或樣品時，應用蒸餾水充分淋洗電極，用濾紙吸去電極上的水滴，再用待測溶液淋洗，以消除相互影響。這一點對緩沖能力較弱的溶液尤為重要 3測量pH時，溶液應適度攪拌，以使溶液均勻和達到電化學平衡，靜置片刻后再讀取數(shù)據(jù)。 4. 測量時，甘汞電極內的KCl溶液液面應高于被測溶液的液面，以防止被測溶液向甘汞電極內擴散。,22,三、玻璃電極的使用和維護 （1）初次使用或久置不用的電極重新使用時，玻璃球泡要在蒸餾水中浸泡至少24小時，使球泡形成水化層才能顯示其良好的pH電極功能。每次使用后需浸于去離子水中。電極不得在非水溶液中使用。 （2）用標準緩沖溶液“定位”和測試樣品時，要注意使溶液溫度保持一致，減少測量誤差。 （3）球泡厚度約為0.030.1mm，易于損壞，使用過程中要嚴防與硬物觸碰。沖洗時也要小心，擦干時要用小濾紙片輕輕的吸去殘留的水分，勿將濾紙邊緣直接擦拭球泡，以免損傷電極。,23,四、玻璃電極的清洗：電極表面受到污染后，可用下述方法清洗： 測量含油類懸濁試樣后，及時用洗滌劑和水清洗電極。 當電極附著無機鹽垢或有霉斑時，可用0.1mol/LHCl浸泡，再用水清洗。 當用上述方法清洗無效時，則用丙酮或乙醚沖洗，然后浸泡于0.1mol/LHCl中，以除去可能殘留的溶劑膜，再用水沖洗清潔后浸泡在蒸餾水中備用。,24,工作原理 儀器由主機和氧電極兩部分組成。氧電極(亦稱氧敏感膜電極)由兩個金屬(AgAgCl，Pt或金)電極、支持電解質(內充液05molL KCL) 和選擇性薄膜(亦即氧膜)組成。 氧膜只能透過氧和其它氣體，水和可溶解物質不能透過。透過氧膜的氧氣產生微弱的擴散電流，在一定溫度下其大小和水樣溶解氧含量成正比。定量測定出此擴散電流即可測定出水樣的溶解氧的mgL值。,溶解氧測定儀,25,其他離子選擇性電極,氟離子電極等陰離子選擇電極 銀等金屬離子電極 氨等氣敏電極等,26,7.3 電導分析法,1、測定原理 電導率表示溶液傳導電流的能力。溶液傳導電流的能力與水中離子濃度成正比。通過測定兩個電極（鉑電極）間的電阻，利用電阻與電導之間的倒數(shù)關系求出電導率 2、電導法在水中分析中的應用 （1）檢驗