仪器分析讲稿-3(第4章电位).ppt

1、第四章电位分析法(Potentiometry) 4.1电分析化学法摘要1，定义107/1 B .电阻电导分析；c .传记库仑分析；d .电流电压曲线伏安分析，第二类：将传记物理量的突变表示为滴定分析的终点的指示，也称为电容分析。a .电位滴定b .电流滴定c .电导滴定；第三类：通过电极反应将试验液中的一种转化为固相(金属或氧化物)，分析电容量与电极上析出的物质的质量关系。牙齿方法称为传记重量分析法或电解分析法。Mn ne M计量(电能质量)特征105/-2:牙齿方法灵敏度高、精度高、分析浓度范围大，便于自动化和连续分析。应用：适用于传记化学基础理论、有机化学、弱化学、生物化学、临床化学、环境

2、生态等。4.2电位分析法原理1，定义108/1:在零电流条件下测量两个电极之间的电位(即构成原电池的电动势)，包括电位测定法和电位滴定法。2、电位测定法、直接电位法、离子选择电极法标准：电极前卫E和溶液中相应的离子活动度符合Nernst关系反应。对于OX NE Red E=EOX/Red RT/NFLN AOX/ARED金属电极，还原状态为纯金属，活性度为1。E=能确定EMN离子的活性。直接电位法利用专用指示电极将测量的物质的活性(或浓度)转换为电极电位值进行测量，然后根据Nernst方程计算电位中直接牙齿物质的含量。3，电位滴定108/-1电位滴定法是利用电极电位的变化来确定终点的容量分析。

3、滴定分析中产生浓度突变(滴定突变)。在适当的容器中浸泡适当的电极，可以在测量点附近观察电位突变。这使您可以确定终点。这就是电位滴定原理。4.3电位法为溶液的pH 1，方法装置图1。系统fig4-1 (2电极注意)元素：a .当玻璃电极锁定在测量的溶液中时，玻璃膜在内部溶液和测试的溶液之间穿过玻璃膜产生电位EM，这与氢离子活动的关系与Nernst公式一致。2 .电动势a .使用玻璃电极作为指示电极，饱和感受性在电极为基准电极时构成一元电池。b .用标准溶液校正(定位)，4.4离子选择电极和膜前卫1。离子选择电极已商品化了数十茄子。2.111/2；PH玻璃电极是具有氢离子专用特性的典型离子选择电极

4、。选择性电极结构类似于玻璃电极。一般由薄膜及其支撑体、内耗液(包括与正在测量的离子相同的离子)、内耗电极(Ag/AgCl电极)等组成。其结构因薄膜(敏感膜)而略有不同。参考图4-3。和测量原理玻璃电极一样，可以导出113/a。影响正离子的电极EM=K 2.303RT/nFlg a阳离子4-16 b负离子的电极EM=K 2.303RT/nFlg a负离子4-17其他电极具有不同的K值。它与感应膜、内部溶液等有关。结论：在一定条件下，膜电位和溶液中测定离子的活性度的对数是直线关系，是离子选择电极法测定离子活性度的基础。例如：忽略离子强度的影响，计算以下电池电动势：Ag、AgCl KCl (0.1m

5、ol/l)、NaF (0.1mol/l) laf3单晶膜NaF(0.0001mol/L)| SCE已知：感受性电极前卫0.2445V，分析：E(膜)=EM=E(外部)-E(内部)E(氟)=E(膜)E(内部参考)=E(外部)-E(内部)AgCl)em=0.059 LG(10-4/10-1)0.279=0.102v E(电池)=ESCE- E(氟)=0.2445v-0.102考虑阻碍离子的膜电位的通识，第二个正离子为正，负离子为负，2，KI，J。114/3 1。定义：Ki，J是干涉离子J的离子I的可选系数，在其他条件相同时提供相同电位的测量离子活动ai和干涉离子活动aj的比率2。干扰程度114/-

6、1；3:很明显，Ki，j越小越好。选择性系数越小，I离子对J离子的干扰越小，也就是说，牙齿电极对要测量的离子的选择性越好。3.说明114/-1: KI，J值不是实际常数，与I和J离子的活性和实验条件及测量方法有关。4 .错误判断115/5。范例：Ki、j=10-2、aj=ai、NJ=ni=1、Ki、j=20、aj=aii Ag2S(请参阅表格4.1)均质膜电极；异种膜电极；非晶(膜)电极：刚性矩阵电极：玻璃电极(ph；PNA)；活动载体电极(液膜电极):pCa(表4.3)感应电极气体传感电极(又称探针；探测器传感器)；酶(底物)电极；1 .晶体膜电极等电极的薄膜，通常是不溶性盐施加压力或拉，由

7、单晶、多晶或混合晶制成的活性膜。根据制备工艺，可分为均匀膜和非均匀膜。均匀膜电极的敏感膜由一个或多个化合物均匀混合的晶体组成，其中传记活性物质对膜电极的功能起决定性作用。电极的机制是晶格缺陷(孔)引起离子的传导作用。接近空穴的移动离子移动到空穴，一定的电极膜根据空穴的大小、形状和电荷分布只能接受一定的移动离子，其他离子不能进入4.7离子活动(浓度)度的测量方法1，概述1。离子选择电极用途：可以直接测量离子的活动(浓度)度，也可以用作表示b .电位滴定的电极。2.装置：将电极浸入测试对象溶液和参考电极中制作电池，以测量电动势。Hg|Hg2Cl2，饱和(KCl)试验液|LaF3膜|NaF，NaCl

8、，AgCl | Ag 3360 e=(EAG cl/EAG cl/agkes ceele不对称4.17式通识：E=K2.303RT/Flga负离子；2-23 E=K 2.303RT/Flga阳离子；2-24因此，可以通过测量电动势来测量正在测量的离子的活性度。其次，测定离子活动(浓度)度的方法1。标准曲线法128/a法：将ISE和参考电极插入一系列活性(浓度)度已知的标准溶液中，以测量其电动势。然后使用e对的相应lgai值绘制标准曲线。在相同条件下测量与要测量的溶液相对应的E值，可以确定在标准曲线中要测量的溶液的离子活动(浓度)度。(见FIG 4.11 .钥匙：要将活动转换为浓度，可以添加“离

9、子强度调节剂”使用“恒定离子背景法”。离子强度调节剂是浓度大的电解质溶液，放在标准溶液和样品溶液中，离子强度几乎一致，活动系数几乎相同。离子强度调节剂作用：恒溶液离子强度；PH缓冲溶液；消除干扰的络合剂。c .误差：牙齿方法的标准曲线不如吸光度曲线稳定。这使得K值易受温度、弯曲速度、盐胶连接前卫等的影响。这些效果通常表现为曲线的变换。2 .使用标准加入法129/牙齿法，可以在一定程度上减少标准曲线的误差。方法：将未知溶液测量离子浓度设置为CX，体积为V0，电动势为E1，与E1=K2.303RT/nFlg(x1r1cx) 4.25 b一致。然后添加较小的体积与(约为示例体积1)。E2=k 2.3

10、03 rt/nflg(x2r 2c xx 2r 2c)4.26其中c是添加标准溶液后样品浓度的增加量。c=VScs/(V0VS) VScs/V0可导出：e=s/NLG，3。格氏图解法130/牙齿法的测量步骤与标准加法相似，但用不同的形式表示Nernst公式，用不同的方法绘制，计算要测量的离子浓度。向V0 mL示例添加VS mL标准额后，e和Cx和Cs关系将扩展到e=kslgrcxv0cs VS/(V0VS)4.30，重新排列，清理，可用：(V0VS)10E/S Vs绘制横坐标，从纵坐标中获得直线(V0VS)10E/S=0表示4.31式，K(CXV 0CS vs)=0CX=-CSVS/V0 4-

11、32。可计算的cx，4.8影响测量因素132/1。温度：温度影响直线倾斜(2.303RT/nF)和直线截距，K项中包含的电位与温度相关，因此在整个测量过程中必须保持温度不变。2.电动势测量：电动势测量的准确度直接影响测量的准确度，电动势测量误差与相对误差的关系可以根据Nernst公式、E=K RT/nF lnc微分、E=RT/n Fc/c 25、E=0.2568/N导出。或%相对误差=c/c100=nE/0.25684nE结论：测量误差1mV，1价离子，相对误差4%；二价离子达8%。三价离子达12%。3 .干扰离子a .干扰离子和电极膜反应，产生可溶性复合物时发生干扰。b .共存离子在电极膜上

12、产生新的不溶性化合物时，发生另一种形式的干扰。c .共存离子会影响溶液中离子的强度，因此会影响要测量的离子的活动。干扰离子不仅会给测量带来误差，还会增加电极响应时间。消除：a .添加掩蔽剂b .字典分离干扰离子；4 .溶液的pH值可以影响特定的测量值，因此，如果需要，应使用缓冲液保持固定的pH范围。测量的离子的浓度；可以使用ISE测量的线性范围通常为101106mol/L1 6。指反应时间电极浸泡在试液中后达到稳定电位所需的时间。与以下因素相关的134/5万亿迟滞现象效应；这是与前卫响应时间相关的现象，即相同活动度值的离子试液，测量的电位值与测量前接触的试液成分相关。牙齿现象也称为电极存储效应

13、，是直接电位法的重要误差源之一。4.9测试设备1。离子选择电极测试系统；a .一对电极(显示电极和基准电极)、b .试验液容器、c .搅拌装置和用于测量电动势的仪器。2.要求a .装置输入阻抗必须小于108，输入阻抗越高，电池电路电流越小，接近零电流测试条件。b .测量电位的仪表准确度要高，精确到0.2mV c。机器的稳定性好。，4.10 ISE分析的应用(Application of ISE Analysis) 1，ISE分析的优点1。简单快捷。因为有选择性，所以可以避免干扰离子的分离。3.如果有颜色、混浊液、粘性液，可以直接测量。4.所需的试验额较少，至少能有几微升。设备和设备比较简单。有

14、助于实现连续和自动分析。7.活动度的测量，不是总浓度，在某些情况下具有重要意义。二是应用节目；是产业生产控制、环境监测、理论研究和与海洋、土壤、地质、医学、化学、冶金、核能产业、食品加工、农业等相关的分析工作的重要工具。三、发展史：1。60年代开发了生物传感器。其中电化学生物传感器(生物电极)包括酶电极、组织电极、微生物电极、免疫电极、细胞器电极等2。电极小型化是近年来发展较快的技术。四、部落：1。直接电位法误差大。只能用于错误要求不高的快速分析。2.电极前卫值的再现性受实验条件变化的影响很大。4.11电位滴定法136/1，摘要电位滴定法是用电位确定终点的滴定方法。1.设备：fig4-1，2。原理：在测量值中插入指示电极，