T70全自动电位滴定仪操作手册及方法大全

2022年-2023年（可修改编辑）

梅特勒-托利多

Mettler-Toledo

T70全自动电位滴定仪

操作手册及方法大全

编写：马兵兵

单位：中国铝业重庆分公司

Email:mabing1986310@

2022年-2023年(可修改编辑)

目录

第一章仪器楼述1

1.1技术数据1

1.1.1滴定仪1

1.1.2终端设备3

1.1.3pH插k(AnalogBoard)4

1.1.4电导插口(ConductivityBoard)5

1.2滴定仪构造6

1.2.1t1万k

12.2背面接口7

1.3滴定仪安装9

1,4।也・・・••・♦♦•“••,•♦•・••••••♦

第二串原理介绍13

2.1电位13

2.1.1电极电位的产生13

21.2能斯特公式13

2.1.3电极电位的测量15

2.1.4电极的极化17

2.2电位分析法原理及应用18

2.2.1能斯特方程一电位分析法的依据18

2.2.2电位法测定溶液的PH值19

22.3高子选择性电极22

2.2.4测量离子浓(活)度的方法28

2.2.5影响测定的因素30

22.6电极的发展现状及络势31

23电位滴定法33

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2.3.1电位滴定法的原理33

23.2电位滴定终点的确定33

2.4电位滴定法的应用和指示电极的选择34

第三章操作与维护36

3.1操作步骤36

3.1.1方法编辑36

31.2运行方法36

3.2主机维护37

3.3电极维护37

3.3.1DGi111-SC玻璃电极37

3.2.2DMH40-SC旬电极39

33.3DMi140-SC华电极41

3.3.4InLab"74X电导率电极42

第四章常用名词与符号44

4.1常用名词解释44

4.2常用符号49

第五章方法大全51

5.1液碱的分析51

5.1.1液诚中NaOH%分析51

5.2盐酸的分析53

5.2.1盐酸中HCI%的分析53

5.3麻粉的分析54

5.3.1林粉中Na?CO3%的分析54

5.4fi灰的分析56

5.4.1石灰中全钙（CaOr%）的分析56

5.4.2石灰中有效氧化钙（CaOf%）分析57

5.5石灰石分析59

5.5.1石灰石中钙镁含量分析59

5.6水版分析62

5.6.1电导率测定62

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5.6.2pH值测定64

56.3就，度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

56.5氯离子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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5.6.2pH值测定64

5.6.3喊度的测定65

5.6.4总硬度的测定67

5.6.5氯篇子的测定68

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T70电位治定仪悚隹了世和分析大仝第一量仪篓概述

1.3滴定仪安装

0最终安装1安装插卡

5连接滴定台

9

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T70电位滴定仪操件手册和分析大会第一货仪舞概述

6摆动滴定台7安放滴定管

H组装滴定台9安放滴定杯

⑤a11

=n7；6砥31

11连接馈液单元

10

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T70电蝴I定仅11科册和分析大全第一堂仪

10

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T70电位滴出仪操作手册和分析大会第一出仪舞概述

DGi111-SC玻璃电极：即插即用（PnP）复合玻璃pH智能电极，陶宛液络部的

复合玻璃pH智能电极，用「直接测量pH值和水溶液中的酸碱滴定。适用广几乎所

有行业的大部分常规应用。

DMi140-SC伯电极：即插即用及合销环氧化还原智能电极，带陶宏液络部的的

复合铀环氧化还原智能电极，用r•有pH值变化的氧化还原滴定.

DMi141-SC银电极：即插即用复合银环智能电极，复合银环智能电极用于银量

法滴定。用于水溶液中卤索离子、硫化物、硫化氢、硫醇和制化物的分析。

lnLab741电导电极：测量纯水和超纯水，内置温度探头，高精度的两针电导率

电极，应用于低电导率测最，推荐应用于实验室中低电导率的测量，名义电极常数：

0.1051cm.

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T70电位滴出仪操作手册和分析大会第二及原理介绍

第二章原理介绍

电位滴定法是在用标准溶液滴定待测底子过程中，用指示电极的电位变化代替

指示剂的颜色变化指示滴定终点的到达，是把电位测定与滴定分析工相组合起来的

一种测试方法。它虽然没有指示剂确定终点那么方便，但它可以用在浑浊、有色以

及找不到合适指示剂的滴定分析中。

2.1电位

2.1.1电极电位的产生

两种导体接触时，其界面的两种物质可以是固体-固体，固体-液体及液体-液体。

因两相中的化学组成不同，故将在界面处发生物质迁移。若进行迁格的物质带有电

荷，则在两相之间产生一个电位差。如锌电极浸入ZnSd溶液中，铜电极浸入CuSCk

溶液中。

因为任何金属晶体中都含有金属离了•自由电子，一力面金属表面的•些原子，

有一种把电子留在金属电极匕而自身以离f形式进入溶液的倾向，金属越活波，

溶液越稀，这种货向越大：另•方面，电解质溶液中的金属离子又有•种从金属表

面获得电厂而沉枳在金屈衰面的倾向，金屈越不活波，溶液浓度越大，这种倾向也

越大。这两种倾向同时进行着，并达到暂时的平衡：

M=M，ne

若金属失去电子的倾向大于获得电子的倾向，达到平衡时将是金属离子进入溶

液，使电极上带负电，电极附近的溶液带正电；反之，若金属失去电子的便向小「

获得电子的倾向，结果是也极带正电而其附近溶液带负电.因此，在金属于电解质

溶液界面形成•种扩散层，亦即在两相之间产生了•个电位差，这种电位差就是电

极电位。实验表明：金屈的电极电位大小与金属木身的活泼性，金属离子在溶液中

的浓度，以及温度等因素有美。

铜与CuSd界面所产生的电极电位小广锌与ZnSd界面所产生的电极电位。

Zn2+(Cu2+)浓度越大，则平衡时电极电位也越大。

2.1.2能斯特公式

电极电位的大小，不但取决广电极的本质，而口与溶液中离了•的浓凌，温度等

因素有关，对「一个电极来说，其电极反应可以写成：

Mr++ne=M

能斯特从理论卜.推导出电极电位的计算公式为：

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T70电位滴定仪操作手琏和分析大全第二或原理介绍

RTa

。=少-+—In二^（能斯特方程）

nFared

式中：（P一平衡时电极电位（单位：伏特V）

。一标准电极电位（V）

aox,ared一分别为电极反应中氧化态和还原态的活度；

n一为电极反应中的电子得失数

在25℃时，如以浓度代替活度,则上式可写成:

0.059[Ox]

9=9log

n[Red]

如果电对中某•物质是固体或水，则它们的浓炭均为常数，即口二1；如果也对中

某一物质为气体，则它的浓度可用气体分压表示。

例:

(1)Zr/++2e=Zn

0.0592+

plog[Zn]/1mol*I

2

[Zn2+]=1

_2+

2)Fe

[Fe3+]/1mol*I'

-+

9二④0.059log2+-i

[Fe]/1mol*I

(3)H2=2H02e

+」2

m-0059([H]/1mol*I)

<P=w+log

2pH./101.325kPa

PH2代表电极表面所受到的的分压，以（Pa）表示

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T70电位滴出仪操件手册和分析大会第二及原理介绍

2

3+

(4)Cr2O.-+14H++6e=2Cr+7H2O

2+

[Cr2O7-J[H]14

,二①-十吧3°g;血二1%9|七).

34

6[Cr]2

1mol*IJ

[H?O]=1

(5)AgCI+e=Ag+Cl—

mm-1

0=。+0.059logr

[Cl]/1mol*I-

=*0.059log[Cl]/1mol*I-1

[AgCI]=[Ag]=1

?+

(6)计算[Cu]=0.01mol*I」时，铜电极的

电位(对SCE兀已知2+3=0.344V

UU/CU

解：山于。一=0.344V，是铜电极对NHE而言

故铜电极对NHE的电极电位为:

①=9一+0.0592+

iog(Cu]

2

0.059

=0.344log[0.01]

2

=0.285(V)

换算成对SCE的电极电位为:

①仪=0.285-0.242=0,043(V)

2.1.3电极电位的测量

单个电极的电位是无法测量的，因此，由待测电极与参比电极组成电池用电位

计测策该电池的电动势，即可得到该电极的相对电位。相对广同一参比电极的不同

电极的相对电位是可以相互比较的，并可用F计算电池的电动势。常用的参比电极

有标准氢电极与甘汞电极。

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T70电位涵定仪悚性手册和分析大会第二及原理介绍

电位计

指示

电极

标准氢电极(NHF)

将镀有钳黑的钳巾.极浸

入H.活度为1的HCI溶液中，

通入氢气,使伯电极上不断有

氧气泡忖出，保证电极既与溶

液又与氢气持续接触，液相上

氢气分压保持在101325Pa.

1、镜笆品的部电极2、%.=1的HCI溶液

3、曲桥4、电接头5、H4P=101325Pa)

在标准氢电极中有如下平衡：

2H*+2e=H21

(■工)

氢电极电位为：9=夕二九十竺竺log—-

2

2PHj/101325Pa

当[H+]=1mol/l,PH2=101325Pa时，

①=?一

+

2H/H2

称为标准氢电极。

标准氢电极的条件为：

(1)H♦活度为1；

(2)氢气分压为101325Pa

规定：任何温度"氢电极的电位为零”，

习惯上以标准氢电极为负极，以待测电极为正极:

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T70电位滴出仪操件手册和分析大会第二及原理介绍

标准氢电极|的测电极

化时，待测电极进行还原反应，作为正极，测得电动势为正值.若测得电动势

为负位，则待测电极进行氧化反应，是负极，氢也极为正极。

如：

Pt,H2(101325Pa|hf(ft+=i))||Cu2+(xmol/l)|Cu

电池电动势：E电池=*右—°主电模—HIUW

若：［Cu2，］=1mol/I,贝ij电收二°cu电极

25C时.，该电池的电动势为+0.344V,即，E…=少嬴核=+0.344V

甘汞电极

1

由于•氢电极使用不便，II实验条件

苛刻，故常用甘东电极作为参比电极。

甘汞电极有多种，但基本原理相同。

件灰电极由东、氯化亚灰(Hg2cl2.LT汞).

和饱和氯化钾溶液组成。

电极反应如下：

Hg2cI2(S)+2e=2Hg+2Cr

能斯特公式为：。二泪心/4等唠1

=0；a7,旧-0.059log[CI1/(1mol*Ij)

由上式可见，甘汞电极的电位取决于所用KCI的浓度。

标准电极

Ag-AgCI电极，由一个插入已用AgCI饱和/的KCI溶液中的Ag电极构成:

AgCI(饱和)，KCI(xF)|Ag电极反应为：

AgCI+e=Ag+CI°Agci/Ag-0.222V

■廿汞电极相同，其电极电位取决「•cr的浓度。

2.1.4电极的极化

若一电极的电极反应可逆，通过电极的电流非常小，电极反应在平衡电位卜.进

行该电极称为可逆电极。如AglAgCI等都可近似为可逆电极。只有可逆电极才满足

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T70电位滴出仪操作手册和分析大会第二及原理介绍

能斯特方程。

当较大电流通过电池时，电极电位将偏离可逆电位，不在满足能斯特方程，电

极电位改变很大，而电流变化很小，这种现象称为电极极化。电池的两个电极均可

发生极化。

极化程度的影响因素：

（1）电极的大小、形状

（2）电解质溶液的组成

（3）温度

（4）搅拌情况

（5）电流密度

极化可分为浓差极化和化学极化。

浓差极化：电极反应申，电极表面附近溶液的浓度和工体溶液浓度发生了差别

所引起的.

电化学极化：由某些动力学因素引起的。若电化学反应的某一步反应速度较慢,

为克服反应速度的障碍能垒，需多加•定的电压。这种由反应速度慢所用起的极化

称为化学极化或动力学极化。

2.2电位分析法原理及应用

电位分析法：电化学分析法的重要分支，其实质是通过零电流情况下测得两电

极之间的电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析测定。

电位分析法包括：（电位测定法

1电位滴定法

2.2.1能斯特方程-电位分析法的依据

n[Red]

上式（能斯特方程），给出了电极电位与溶液中对应离子活度的简单关系。对广

氧化还原体系，应用该公式，通过测定一个可逆电池的电位来确定溶液中某组分的

离子活度或浓度的方法就是电极电位法。

电位测定法：根据测录某一电极的电位，再由能斯特方程直接求得待测物质的

浓度（活度）。

电位滴定法：根掂滴定过程中，某个电极电位的突变来确定滴定终点，从滴定

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T70电位涵定仪悚作工册和分析大会第二及原理介绍

剂的体积和浓度来计算待测物的含吊:。

2.2.2电位法测定溶液的PH值

测量溶'液pH值的体系结构图：

1、玻璃电极

2、饱和甘汞电极

3、试液

4、接至电压计(pHif)

玻璃也极的构造

Y一一一导线

0/绝缘帽

坡

璃

U二玻璃电板杆

膜

-AkMCI电极

电

极内充液

()坡璃膜

玻璃电极是最早出现的膜电极，为氢麻子选择电极。膜电极容许某些离子而又

限制某些离子进出膜的表面.

对于玻璃电极最重•要的是玻璃膜，它是由一种特殊成分的玻璃构成：

Na2O22%

CaO6%

SiO272%

玻璃泡中装有pH一定的溶液(内参比溶液,0.1mol「1),其中插入一根银•氯化

银电极作为内参比电极。

当玻璃电极与待测溶液接触时,发生如下离了交换反应:

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T70电位滴出仪操作手册和分析大会第二及原理介绍

H*+Na*GI=Na*+H*GI

溶液玻璃溶液玻璃

上述反应的平衡常数很大，仃利于反应相右进行，进而在酸性和中性环境下，

在玻璃表面上形成一个硅酸水化层。由硅酸水化层到膜内部，H•数目逐渐减少，Na*

数目逐渐增加，在膜的中部为平玻璃层”。

内赧冲溶液内水合硅胶层干玻璃层外水合硅胶层外部试液

&0.01z10RmSO^lOOPm0.01~10Um

H+

H+Na

E内E外

%

冲浸泡的很好的放处懑庾的图例

如图所示：在两相界面形成双电层产生电位差。当/在两相间扩散速度达到平

衡时，可用下式表示：r+1

[H1o

。外=k1+0,059log

[H]5

八[H+].

。内=k2+0.059log4一

[H]s

玻璃膜内外表而结构状态相同，故K尸K2,玻碟电极膜内外测之间的电位差称为

膜电位：ru\

,二，一。=0.059log

[H卜

玻璃电极中，内参比'溶液中的[H>]是常数故：

Q+

„=常数+0.059log[H]2

=常数-0.059PH乂

由上式可见，通过测量膜电位即可得到膜外溶液得H*浓度[H=2,这就是玻

璃电极测溶液PH的理论依据°

222.2溶液pH值得测定

参比电极：饱和甘汞电极

指示电极：玻璃电极

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T70电位滴之仪操作了世和分析大全第-ft原理介纨

两电极同时插入待测液形成如卜电池：

Ag,AgCI|HCI|玻璃膜|试液溶液KCI（饱和）|Hg2cb（固），Hg

羯瑞维接4t求

电池电动势：E谑=<Pt

_0（P

=9一—常数一0.059PH试液）

=K+0.059PH试液

K的影响因案：

玻璃电极的成分、内外参比电极的电位差、不对称电位、温度。K在一定条件卜.为

定值，但无法确定，故无法用上式求得pH值。实际测定中，式样的pH是同已知pH

的标准缓冲溶液相比求得的。设pH标准缓冲容液为S,待测溶液为X,有：

Ex=K*+0,059PH*

Es=Ks+0.059PHs

若测量时条件相同，则有KS=KX.所以:

Ex-Es=0.059PHx-0.059PHs

Ex—E5

--+PH

0.059

可见，以标准缓冲溶液的PHs为基准，通过比较Es和Ex的值来求出PHx,这

就是PH标度的意义.PH计也是以此唯理论依据的。

2.2.23pH标准溶液

温度0.05M草酸25,C饱和酒0.05M部不o01mol/L25,C

t-C三氢钾石彼宅钾二甲酸氢钾硼砂Ca(OH)2

101.6713.9969.33013.011

151.6733.9969.27612.820

201.6763.9989.22612.637

251.6803.5594.0039.18212.460

301.6843.5514.0109.14212.292

351.6883.5474.0199.10512.130

401.6943.5474.0299.07211.975

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T70电位滴定仪操作了氏和分析大分第：*原理介绍

2.2.3离了•选择性电极

离了•选择性电极（又称膜电极）。

1976年IUPAC基广膜的特征，推荐将其分为以下几类：

—►J京电极（primaryelectrodes）

♦晶体膜电极（crystallinemembraneelectrode。

—♦均相膜电极（homogeneousmembraneelectrodes

_*非均相膜电极（heterogeneousmembraneelectrodes）

一非晶体膜电极（crystallinemembraneelectrode3

刚性基质电极（rigidmatrixelectrodes）

t流动载体电极（electrodeswithamobilecarrier）

*敏彳匕电极（sensitizedelectrodes

—»气敏电极（gassensingelectrode^

••的电极（enzymeelectrode^

晶体（膜）电极

晶体膜•般是难溶盐经加压或拉制成单晶、多晶或混合品的活性膜。晶体膜按

制法可分为：均相膜和非均相膜。均相膜是由一种或多种化合物的均匀混合物的品

体构成。非均相膜除电活性物质外还加入/•恪性材料，如聚氯乙烯、石蜡等，具功

能由活性物质决定。

电极的机制是：由于品格缺陷（孔穴）而引起离子的传导作用。接近孔穴的可

移动次•子移至孔穴中，-定的电极膜，按其孔穴大小，形状，电荷分布只能容纳一

定的可移动高G而其它离广则不能进入。晶体膜就是这样而显示选择的。因没有

耳它离子进入品格，F扰只能来自晶体表面的化学反应。

.1氟离子选择电极

氟离子选择电极是莅于氟化偶单晶膜对叙

离子的选择性而实现对溶液中氟离子的测量

的。

氟

E=K-0.059log«p_

离

子该电极在1~范围内符合能斯特

选

公式。检测卜限为数量级，PH5-60

择主要干扰物质是OK：

腹

产物F的响应产生正干扰0

电

一

极LaF22+3OH-=La（OH）3+3F

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尚r接触也全固态也

硫化银膜具有离子传导及电子传导的能力，晶体中可移动的离子是Ag*,故膜电

位对Ag♦敏感。

测量体系中存在这如下平衡：

Ag?S=2Ag+S

故有：a；*屋一=Ksp(Ag2S)

2.303RT

g-K+l-a---a-.

oAg

F

2.303RT

=klga

2F

K为一新的常数。可见硫化银电极同时可用作硫离子极.但该电极对硫离子的

响应较上述沉淀平衡复杂，机制可能为S2-与晶格空隙中的Ag♦反应：

++2

2AgS-=Ag2S

•定条件下，可用硬化银电极测定繁离子，此时需加入少量银系络离子使其浓

度在W5-10^mol/l,溶液中有如F平衡:

Ag(CN)7=Ag12CN

a

Ag(CN)「

aa

AgCN

K粒很大，故:

ax

a+==后数

MK*oc223a2

CN-CN

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T70电位渔出仪悚生丁糖和分析大仝第-ft原理介绍

可用硫化银电极测CW变化时Ag♦活度的变化。与此类似的有用「测定底素的用

化银■硫化银电极。

非晶体膜电极•刚性.基质电极

玻璃电极属刚性基质电极。

223.3活动我体电极（液膜电极）

灯类电极用浸行某种液体离子交换剂的情件多孔膜作电极膜制成。其重要的例

子是Ca"选择电极（如下.图）。

电松怀

■

■

■

/沼''多H嗔《我有"盗子女快和＞

液膜两相发生离子交换反应：

［（R。）？「。2萨丁+=2（R。）2「。「+8?+

有机相有机相水相

反应机制与玻璃电极类似。

气敏电极

玻

的

璃

极

极

内

参

气敏电极是基于界而化学反应的敏化电极，实电

际上是•种化学电池，由•对电极（指示电极和

/玻璃电极

参比电极）组成，具有代表性的是氨敏电极,结（指示电极）

构如右图。/电极杆

其测量机制是试液中待测组分气体通过透气膜

/电极头

进入中介液，使中介液中某离子的活度发生变化，

进向使电池电动势发生变化，通过电动势的变化反、

透

玻

气

应出待测组分的策。实际上它是一种传感器.图中璃

膜

膜

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2022年-2023年（可修改编辑）

T70电位滴定仪操作下既和分析大令第二致原理介绍

玻埸电极，参比电极与中介液形成一电池。

气故电极•览表

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