儀器分析第5章課后答案

1、精選課件1第五章第五章 伏安分析法習題解答伏安分析法習題解答產生濃差極化的條件是什么？產生濃差極化的條件是什么？解：使用小面積的極化電極如滴汞電極或微鉑電極，溶液解：使用小面積的極化電極如滴汞電極或微鉑電極，溶液保持靜止（不攪拌）保持靜止（不攪拌）在極譜分析中所用的電極，為什么一個電極的面積應在極譜分析中所用的電極，為什么一個電極的面積應該很小，而參比惦記則應具有大面積？該很小，而參比惦記則應具有大面積？解：使用小面積的電極作陰極，可以使電極上具有較高的電解：使用小面積的電極作陰極，可以使電極上具有較高的電流密度，以保證產生濃差極化而使用大面積汞池電極作陽流密度，以保證產生濃差極化而使用大面積

2、汞池電極作陽極，可以使電解過程中陽極產生的濃差極化很小，陽極的電極，可以使電解過程中陽極產生的濃差極化很小，陽極的電極電位保持恒定，從而使極化電極的電位完全由外加電壓所極電位保持恒定，從而使極化電極的電位完全由外加電壓所控制控制精選課件2在極譜分析中，為什么要加入大量支持電解質？加入在極譜分析中，為什么要加入大量支持電解質？加入電解質后電解池的電阻將降低，但電流不會增大，為什么？電解質后電解池的電阻將降低，但電流不會增大，為什么？解：加入支持電解質是為了消除遷移電流由于極譜分析中解：加入支持電解質是為了消除遷移電流由于極譜分析中使用滴汞電極，發(fā)生濃差極化后，電流的大小只受待測離子使用滴汞電極，

3、發(fā)生濃差極化后，電流的大小只受待測離子擴散速度（濃度）的影響，所以加入支持電解后，不會引起擴散速度（濃度）的影響，所以加入支持電解后，不會引起電流的增大電流的增大精選課件3當達到極限擴散電流區(qū)域后，繼續(xù)增加外加電壓，是否當達到極限擴散電流區(qū)域后，繼續(xù)增加外加電壓，是否還引起滴汞電極電位的改變及參加電極反應的物質在電極表還引起滴汞電極電位的改變及參加電極反應的物質在電極表面濃度的變化？面濃度的變化？解：極譜分析中，由于滴汞電極的電位受外加電壓所控制，解：極譜分析中，由于滴汞電極的電位受外加電壓所控制，所以當達到極限擴散電流區(qū)域后，繼續(xù)增加外加電壓，會引所以當達到極限擴散電流區(qū)域后，繼續(xù)增加外加電

4、壓，會引起滴汞電極電位的改變但由于滴汞電極表面待測離子濃度起滴汞電極電位的改變但由于滴汞電極表面待測離子濃度已經降低到很小，甚至為零，而溶液本體中待測離子尚來不已經降低到很小，甚至為零，而溶液本體中待測離子尚來不及擴散至極化電極表面，所以不會引起電極表面待測離子濃及擴散至極化電極表面，所以不會引起電極表面待測離子濃度的變化度的變化精選課件4殘余電流產生的原因是什么？它對極譜分析有什殘余電流產生的原因是什么？它對極譜分析有什么影響？么影響？解：殘余電流的產生主要有兩個原因，一為溶液中存在微量解：殘余電流的產生主要有兩個原因，一為溶液中存在微量的可以在電極上還原的雜質，二為充電電流引起的可以在電極

5、上還原的雜質，二為充電電流引起它對極譜分析的影響主要是影響測定的靈敏度它對極譜分析的影響主要是影響測定的靈敏度精選課件5極譜分析用作定量分析的依據(jù)是什么？有哪幾種定量方極譜分析用作定量分析的依據(jù)是什么？有哪幾種定量方法？如何進行？法？如何進行？解：根據(jù)極譜擴散電流方程式：解：根據(jù)極譜擴散電流方程式：id=607nD1/2m2/3t1/6C,當溫度、當溫度、底液及毛細管特性不變時，極限擴散電流與濃度成正比，底液及毛細管特性不變時，極限擴散電流與濃度成正比，這既是極譜定量分析的依據(jù)。這既是極譜定量分析的依據(jù)。極譜定量方法通常有直接比較法，標準曲線法，標準加入極譜定量方法通常有直接比較法，標準曲線法

6、，標準加入法等三種。法等三種。ssxxchhc )(1VhVVHhVccVVcVVcKHKchxsxssxsssxxx )()(3(2)繪制標準曲線，然繪制標準曲線，然后在相同條件下測定后在相同條件下測定未知液，再從工作曲未知液，再從工作曲線上找出其濃度線上找出其濃度精選課件6舉例說明產生平行催化波的機制舉例說明產生平行催化波的機制解：極譜催化波屬于一種極譜動力波，其中化學反應與電極反解：極譜催化波屬于一種極譜動力波，其中化學反應與電極反應平行：應平行：A + ne-BB + XA + Z(Chemical reaction)kElectrode reaction)當氧化劑當氧化劑X在電極上具

7、有很高的超電位時，就可以保證上述在電極上具有很高的超電位時，就可以保證上述催化循環(huán)進行下去，由于大量消耗的氧化劑是催化循環(huán)進行下去，由于大量消耗的氧化劑是X,它可以在它可以在溶液中具有較高濃度，溶液中具有較高濃度，A則被不斷地消耗和再生，總濃度基則被不斷地消耗和再生，總濃度基本保持不變，產生的催化電流與催化劑本保持不變，產生的催化電流與催化劑A的濃度成正比的濃度成正比Yb3+ + ne-Yb2+5Yb3+ + Mn2+4H2Ok5Yb2+ +MnO4- + 8H+精選課件7方波極譜為什么能消除電容電流？方波極譜為什么能消除電容電流？解：根據(jù)方波電流產生的機制，方波電壓通過電解池產生解：根據(jù)方波

8、電流產生的機制，方波電壓通過電解池產生的電容電流隨時間而很快地衰減，即：的電容電流隨時間而很快地衰減，即：RCtseiRUc 因此，只要時間足夠長，就可以將電容電流衰減至最小，因此，只要時間足夠長，就可以將電容電流衰減至最小，甚至可以忽略不計甚至可以忽略不計精選課件8比較方波極譜及脈沖極譜的異同點比較方波極譜及脈沖極譜的異同點解：充電電流限制了交流極譜靈敏度的提高，將疊加的交流正解：充電電流限制了交流極譜靈敏度的提高，將疊加的交流正弦波該為方波，使用特殊的時間開關，利用充電電流隨時間很弦波該為方波，使用特殊的時間開關，利用充電電流隨時間很快衰減的特性（指數(shù)特性），在方波出現(xiàn)的后期，記錄交流極快

9、衰減的特性（指數(shù)特性），在方波出現(xiàn)的后期，記錄交流極化電流信號，而此時電容電流已大大降低，故方波極譜的靈敏化電流信號，而此時電容電流已大大降低，故方波極譜的靈敏度比交流極譜要高出兩個數(shù)量級度比交流極譜要高出兩個數(shù)量級方波極譜基本消除了充電電流，將靈敏度提高到方波極譜基本消除了充電電流，將靈敏度提高到10-7 mol.L-1 以上，但靈敏度的進一步提高則受到毛細管噪聲的影響脈沖以上，但靈敏度的進一步提高則受到毛細管噪聲的影響脈沖極譜是在滴汞電極的每一滴汞生長后期，疊加一個小振幅的周極譜是在滴汞電極的每一滴汞生長后期，疊加一個小振幅的周期性脈沖電壓，在脈沖電壓后期記錄電解電流由于脈沖極譜期性脈沖電

10、壓，在脈沖電壓后期記錄電解電流由于脈沖極譜使充電電流和毛細管噪聲電流都得到了充分衰減，提高了信噪使充電電流和毛細管噪聲電流都得到了充分衰減，提高了信噪比，使脈沖極譜成為極譜方法中測定靈敏度最高的方法之比，使脈沖極譜成為極譜方法中測定靈敏度最高的方法之一根據(jù)施加電壓和記錄電流方式的不同，脈沖極譜分為常規(guī)一根據(jù)施加電壓和記錄電流方式的不同，脈沖極譜分為常規(guī)脈沖極譜和微分脈沖極譜兩種脈沖極譜和微分脈沖極譜兩種精選課件910.在在0.1mol.L-1氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉溶液中,用陰極溶出伏安法測定用陰極溶出伏安法測定S2-, 以以懸汞電極為工作電極懸汞電極為工作電極,在在-0.4V時電解富集時電解富

11、集,然后溶出然后溶出:(1)分別寫出富集和溶出時的電極反應式分別寫出富集和溶出時的電極反應式.(2)畫出它的溶出伏安圖畫出它的溶出伏安圖.解解: (1)電極反應式電極反應式:富集富集: S2- +Hg - 2e =HgS溶出溶出:HgS + 2e = S2- + Hg(2)溶出伏安圖溶出伏安圖:電位變化方向電位變化方向,更負更負-i-0.4V精選課件1011.在在0V(對飽和甘汞電極對飽和甘汞電極)時時,重鉻酸根離子可在滴汞電極還原重鉻酸根離子可在滴汞電極還原而鉛離子不被還原而鉛離子不被還原.若用極譜滴定法以重鉻酸鉀標準溶液滴定若用極譜滴定法以重鉻酸鉀標準溶液滴定鉛離子鉛離子,滴定曲線形狀如何

12、滴定曲線形狀如何?為什么為什么?解解: 鉛無電活性鉛無電活性,不能在滴汞電不能在滴汞電極上被還原極上被還原,因而在化學計量點因而在化學計量點之前之前,電流很低電流很低,化學計量點之后化學計量點之后,重鉻酸根過量重鉻酸根過量,開始還原開始還原,電流開電流開始增加始增加.iV精選課件1112.在雙指示電極電位滴定中在雙指示電極電位滴定中,以以I2溶液滴定溶液滴定S2O32-, 此滴定的滴此滴定的滴定曲線應該呈什么形狀定曲線應該呈什么形狀?為什么為什么?解解:在滴定開始至終點之前（在滴定開始至終點之前（0a1),沒有可逆電對存在，沒有可逆電對存在，D DU最大，終點之后，存在可逆電對最大，終點之后，

13、存在可逆電對I2/I-,故故D DU開始減小開始減小Ua0a1精選課件1213.3.000g錫礦試樣以錫礦試樣以Na2O2熔融后溶解之熔融后溶解之,將溶液轉移至將溶液轉移至250mL容量瓶容量瓶,稀釋至刻度稀釋至刻度.吸取稀釋后的試液吸取稀釋后的試液25mL進行極譜分析進行極譜分析,測得測得擴散電流為擴散電流為24.9m mA.然后在此液中加入然后在此液中加入5mL濃度為濃度為6.0 x10-3mol.L-1的標準錫溶液的標準錫溶液,測得擴散電流為測得擴散電流為28.3m mA.計算礦樣中錫的質量分數(shù)計算礦樣中錫的質量分數(shù).解解: 根據(jù)公式根據(jù)公式:得得 Cx = 3.3010-3mol.L-

14、1W%=Cx 0.250 118.3 100%/3.000=3.25%VhVVHhVCCxsxssx )(精選課件1314.溶解溶解0.2g含鎘試樣含鎘試樣, 測得其極譜波的波高為測得其極譜波的波高為41.7mm,在同樣實在同樣實驗條件下測得含鎘驗條件下測得含鎘150, 250, 350, 及及500m mg的標準溶液的波高分的標準溶液的波高分別為別為19.3, 32.1, 45.0及及64.3mm. 計算試樣中的質量分數(shù)計算試樣中的質量分數(shù).100150200250300350400450500550203040506070Cx = 324mghmg解解:繪制標準曲線繪制標準曲線,如右圖如右

15、圖所示所示.從圖中查得從圖中查得,當波高為當波高為41.7時時,對應的質量為對應的質量為324m mg.故質量分數(shù)為故質量分數(shù)為:324 10-6/0.2 100% = 0.162%精選課件1415. 用下列數(shù)據(jù)計算試樣中鉛的質量濃度用下列數(shù)據(jù)計算試樣中鉛的質量濃度,以以mg.L-1表示表示.溶液溶液在在-0.65V測測得電流得電流/m mA25.0mL 0.040mol.L-1KNO3稀釋至稀釋至50.0mL25.0mL 0.040mol.L-1KNO3加加10.0mL試樣溶液試樣溶液,稀釋至稀釋至50.0mL25.0mL 0.040molo.L-1 KNO3加加10.0mL試樣試樣,加加5.0mL 1.7 10-3 mol.L-1 Pb2+, 稀釋至稀釋至50.0mL12.458.981.3解解: 設試樣中鉛的摩爾濃度為設試樣中鉛的摩爾