仪分实验-实验 25-郑明森-直接电位法

《仪器分析实验》实验25

直接电位法DirectPotential

AnalysisForShort：DPA厦门大学精品课程仪器分析(含实验)一、电位分析法的基本概念定义：利用电极电位与组分浓度的关系实现定量测量特点：（1）准确度较高（2）灵敏度高，10-4～10-8mol/L（3）选择性好（排除干扰）（4）应用广泛（5）仪器设备简单，易于实现自动化原理：两支电极与待测溶液组成工作电池（原电池）通过测定电动势，获得待测物质的含量

二、指示电极与参比电极原理中两支电极与待测溶液组成工作电池两支电极指示电极与参比电极指示电极Indicatorelectrode又称工作电极电位与待测物含量有确定函数关系待测物活度参比电极Referenceelectrode电位与待测物含量无关/一定条件下是常数工作电池电动势E与待测物含量(活度a)关系工作电池的电动势E仅与待测物质的含量(活度a)有关WaltherNernst1864-1941Nernst方程三、离子选择性电极离子选择性电极的定义和分类:离子选择性电极是国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)推荐使用的专业术语，并定义为：离子选择性电极是一类电化学传感器，它的电位与溶液中所给定的离子活度的对数呈线性关系。依据定义可见，离子选择性电极是指示电极中的一类，它对给定的离子具有能斯特响应；但这类电极的电位不是由于氧化或还原反应所形成的，故与金属基指示电极在原理上有本质的区别。离子选择性电极都具有一个敏感膜，所以又称为膜电极。离子选择性电极常用符号ISE表示。

离子选择性电极自20世纪60年代以来发展很快，出现了许多类型，根据IUPAC建议可分为以下几类：

氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（Ⅱ）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1moL.L-1NaF和0.1moL.L-1NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择电极。用氟离子选择测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成的测量电池为

氟离子选择电极︱试液‖SCE

如果忽略液接电位，电池的电动势为

即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比，氟离子选择电极一般在1～10-6mol.L-1范围符合能斯特方程式。氟离子选择电极

①选择性阴离子:OH-LaF3+3OH-＝La(OH)3+3F-阳离子:Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ)(易与F-形成稳定配位离子)②支持电解质------控制试液的离子强度。③

总离子强度调节缓冲液-----控制试液pH值和离子强度以及消除干扰。氟离子选择电极性能1、氟离子选择电极的准备:(1)使用前浸泡于10-4mol/LF-或更低F-溶液中浸泡活化。(2)使用时，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位，一般在300mV左右。2、标准曲线法

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在5只100mL容量瓶中，用10.00mL移液管移取0.100moL.L-1F-标准溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB10.00mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-2mol.L-1F-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.00×10-2mol.L-1F-溶液10.00mL和TISAB9.00mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-3mol.L-1F-溶液。按上述方法依次配制1.00×10-6～1.00×10-4mol.L-1F-标准溶液。基本操作将适量F-标准溶液（浸没电极即可）分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好离子计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在±1mV内，读取电位值。再分别测定其他F-浓度溶液的电位值。准确吸取自来水样50.0mL于100mL容量瓶中，加入TISAB10.00mL，去离子水稀释至标线，摇匀。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法测定电位值，记为E1（此溶液继续做下一步实验），平行测定三份。绘制标准曲线，确定该氟离子选择电极的线性范围及实际能斯特响应斜率。并从标准曲线，查出被测试液F-浓度（cx)，计算出试样中氟含量。(3)、标准加入法：在实验（2）测量后，再分别加入1.00mL1.00×10-3mol.L-1F-溶液后，再测定其电位值，记为E2。由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量（4）、两点法：在实验（2）测量后，取最接近水样的标准F-溶液，将低浓度溶液的浓度标定为1，将高浓度溶液的浓度标定为10，然后测定水样中的F-离子浓度，由仪器直接读出水样的浓度。电动势测定误差对直接电位法的影响电位误差为1mV时，Er一价离子：3.9%,二价离子：7.8%。低价离子误差小。25℃/298K时注意事项和问题1.通常由稀至浓分别进行测量。2.若水样