儀分實驗-實驗 25-鄭明森-直接電位法

《儀器分析實驗》實驗25

直接電位法DirectPotential

AnalysisForShort：DPA廈門大學精品課程儀器分析(含實驗)一、電位分析法的基本概念定義：利用電極電位與組分濃度的關系實現(xiàn)定量測量特點：（1）準確度較高（2）靈敏度高，10-4～10-8mol/L（3）選擇性好（排除干擾）（4）應用廣泛（5）儀器設備簡單，易于實現(xiàn)自動化原理：兩支電極與待測溶液組成工作電池（原電池）通過測定電動勢，獲得待測物質(zhì)的含量

二、指示電極與參比電極原理中兩支電極與待測溶液組成工作電池兩支電極指示電極與參比電極指示電極Indicatorelectrode又稱工作電極電位與待測物含量有確定函數(shù)關系待測物活度參比電極Referenceelectrode電位與待測物含量無關/一定條件下是常數(shù)工作電池電動勢E與待測物含量(活度a)關系工作電池的電動勢E僅與待測物質(zhì)的含量(活度a)有關WaltherNernst1864-1941Nernst方程三、離子選擇性電極離子選擇性電極的定義和分類:離子選擇性電極是國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)推薦使用的專業(yè)術語，并定義為：離子選擇性電極是一類電化學傳感器，它的電位與溶液中所給定的離子活度的對數(shù)呈線性關系。依據(jù)定義可見，離子選擇性電極是指示電極中的一類，它對給定的離子具有能斯特響應；但這類電極的電位不是由于氧化或還原反應所形成的，故與金屬基指示電極在原理上有本質(zhì)的區(qū)別。離子選擇性電極都具有一個敏感膜，所以又稱為膜電極。離子選擇性電極常用符號ISE表示。

離子選擇性電極自20世紀60年代以來發(fā)展很快，出現(xiàn)了許多類型，根據(jù)IUPAC建議可分為以下幾類：

氟離子選擇電極是目前最成熟的一種離子選擇電極。將氟化鑭單晶（摻入微量氟化銪（Ⅱ）以增加導電性）封在塑料管的一端，管內(nèi)裝0.1moL.L-1NaF和0.1moL.L-1NaCl溶液，以Ag-AgCl電極為參比電極，構(gòu)成氟離子選擇電極。用氟離子選擇測定水樣時，以氟離子選擇電極作指示電極，以飽和甘汞電極作參比電極，組成的測量電池為

氟離子選擇電極︱試液‖SCE

如果忽略液接電位，電池的電動勢為

即電池的電動勢與試液中氟離子活度的對數(shù)成正比，氟離子選擇電極一般在1～10-6mol.L-1范圍符合能斯特方程式。氟離子選擇電極

①選擇性陰離子:OH-LaF3+3OH-＝La(OH)3+3F-陽離子:Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ)(易與F-形成穩(wěn)定配位離子)②支持電解質(zhì)------控制試液的離子強度。③

總離子強度調(diào)節(jié)緩沖液-----控制試液pH值和離子強度以及消除干擾。氟離子選擇電極性能1、氟離子選擇電極的準備:(1)使用前浸泡于10-4mol/LF-或更低F-溶液中浸泡活化。(2)使用時，先用去離子水吹洗電極，再在去離子水中洗至電極的純水電位，一般在300mV左右。2、標準曲線法

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在5只100mL容量瓶中，用10.00mL移液管移取0.100moL.L-1F-標準溶液于第一只100mL容量瓶中，加入TISAB10.00mL，去離子水稀釋至標線，搖勻，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，去離子水稀釋至標線，搖勻，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-標準溶液?；静僮鲗⑦m量F-標準溶液（浸沒電極即可）分別倒入5只塑料燒杯中，放入磁性攪拌子，插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極，連接好離子計，開啟電磁攪拌器，由稀至濃分別進行測量，在儀器指針不再移動或數(shù)字顯示在±1mV內(nèi)，讀取電位值。再分別測定其他F-濃度溶液的電位值。準確吸取自來水樣50.0mL于100mL容量瓶中，加入TISAB10.00mL，去離子水稀釋至標線，搖勻。全部倒入一烘干的燒杯中，按上述實驗方法測定電位值，記為E1（此溶液繼續(xù)做下一步實驗），平行測定三份。繪制標準曲線，確定該氟離子選擇電極的線性范圍及實際能斯特響應斜率。并從標準曲線，查出被測試液F-濃度（cx)，計算出試樣中氟含量。(3)、標準加入法：在實驗（2）測量后，再分別加入1.00mL1.00×10-3mol.L-1F-溶液后，再測定其電位值，記為E2。由標準加入法測得的結(jié)果，計算出試樣中氟含量（4）、兩點法：在實驗（2）測量后，取最接近水樣的標準F-溶液，將低濃度溶液的濃度標定為1，將高濃度溶液的濃度標定為10，然后測定水樣中的F-離子濃度，由儀器直接讀出水樣的濃度。電動勢測定誤差對直接電位法的影響電位誤差為1mV時，Er一價離子：3.9%,二價離子：7.8%。低價離子誤差小。25℃/298K時注意事項和問題1.通常由稀至濃分別進行測量。2.若水樣