T70全自動電位滴定儀操作手冊及方法大全

2022年-2023年（可修改編輯）

梅特勒-托利多

Mettler-Toledo

T70全自動電位滴定儀

操作手冊及方法大全

編寫：馬兵兵

單位：中國鋁業(yè)重慶分公司

Email:mabing1986310@

2022年-2023年(可修改編輯)

目錄

第一章儀器樓述1

1.1技術數(shù)據1

1.1.1滴定儀1

1.1.2終端設備3

1.1.3pH插k(AnalogBoard)4

1.1.4電導插口(ConductivityBoard)5

1.2滴定儀構造6

1.2.1t1萬k

12.2背面接口7

1.3滴定儀安裝9

1,4?也?????????“??,???????????

第二串原理介紹13

2.1電位13

2.1.1電極電位的產生13

21.2能斯特公式13

2.1.3電極電位的測量15

2.1.4電極的極化17

2.2電位分析法原理及應用18

2.2.1能斯特方程一電位分析法的依據18

2.2.2電位法測定溶液的PH值19

22.3高子選擇性電極22

2.2.4測量離子濃(活)度的方法28

2.2.5影響測定的因素30

22.6電極的發(fā)展現(xiàn)狀及絡勢31

23電位滴定法33

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2.3.1電位滴定法的原理33

23.2電位滴定終點的確定33

2.4電位滴定法的應用和指示電極的選擇34

第三章操作與維護36

3.1操作步驟36

3.1.1方法編輯36

31.2運行方法36

3.2主機維護37

3.3電極維護37

3.3.1DGi111-SC玻璃電極37

3.2.2DMH40-SC旬電極39

33.3DMi140-SC華電極41

3.3.4InLab"74X電導率電極42

第四章常用名詞與符號44

4.1常用名詞解釋44

4.2常用符號49

第五章方法大全51

5.1液堿的分析51

5.1.1液誠中NaOH%分析51

5.2鹽酸的分析53

5.2.1鹽酸中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石灰中全鈣（CaOr%）的分析56

5.4.2石灰中有效氧化鈣（CaOf%）分析57

5.5石灰石分析59

5.5.1石灰石中鈣鎂含量分析59

5.6水版分析62

5.6.1電導率測定62

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5.6.2pH值測定64

56.3就，度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

56.5氯離子的測定68

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5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

2022年-2023年（可修改編輯）

5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

2022年-2023年（可修改編輯）

5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

2022年-2023年（可修改編輯）

5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

2022年-2023年（可修改編輯）

5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

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5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

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5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

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5.6.2pH值測定64

5.6.3喊度的測定65

5.6.4總硬度的測定67

5.6.5氯篇子的測定68

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T70電位治定儀悚隹了世和分析大仝第一量儀簍概述

1.3滴定儀安裝

0最終安裝1安裝插卡

5連接滴定臺

9

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T70電位滴定儀操件手冊和分析大會第一貨儀舞概述

6擺動滴定臺7安放滴定管

H組裝滴定臺9安放滴定杯

⑤a11

=n7；6砥31

11連接饋液單元

10

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T70電蝴I定僅11科冊和分析大全第一堂儀

10

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T70電位滴出儀操作手冊和分析大會第一出儀舞概述

DGi111-SC玻璃電極：即插即用（PnP）復合玻璃pH智能電極，陶宛液絡部的

復合玻璃pH智能電極，用「直接測量pH值和水溶液中的酸堿滴定。適用廣幾乎所

有行業(yè)的大部分常規(guī)應用。

DMi140-SC伯電極：即插即用及合銷環(huán)氧化還原智能電極，帶陶宏液絡部的的

復合鈾環(huán)氧化還原智能電極，用r?有pH值變化的氧化還原滴定.

DMi141-SC銀電極：即插即用復合銀環(huán)智能電極，復合銀環(huán)智能電極用于銀量

法滴定。用于水溶液中鹵索離子、硫化物、硫化氫、硫醇和制化物的分析。

lnLab741電導電極：測量純水和超純水，內置溫度探頭，高精度的兩針電導率

電極，應用于低電導率測最，推薦應用于實驗室中低電導率的測量，名義電極常數(shù)：

0.1051cm.

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T70電位滴出儀操作手冊和分析大會第二及原理介紹

第二章原理介紹

電位滴定法是在用標準溶液滴定待測底子過程中，用指示電極的電位變化代替

指示劑的顏色變化指示滴定終點的到達，是把電位測定與滴定分析工相組合起來的

一種測試方法。它雖然沒有指示劑確定終點那么方便，但它可以用在渾濁、有色以

及找不到合適指示劑的滴定分析中。

2.1電位

2.1.1電極電位的產生

兩種導體接觸時，其界面的兩種物質可以是固體-固體，固體-液體及液體-液體。

因兩相中的化學組成不同，故將在界面處發(fā)生物質遷移。若進行遷格的物質帶有電

荷，則在兩相之間產生一個電位差。如鋅電極浸入ZnSd溶液中，銅電極浸入CuSCk

溶液中。

因為任何金屬晶體中都含有金屬離了?自由電子，一力面金屬表面的?些原子，

有一種把電子留在金屬電極匕而自身以離f形式進入溶液的傾向，金屬越活波，

溶液越稀，這種貨向越大：另?方面，電解質溶液中的金屬離子又有?種從金屬表

面獲得電廠而沉枳在金屈衰面的傾向，金屈越不活波，溶液濃度越大，這種傾向也

越大。這兩種傾向同時進行著，并達到暫時的平衡：

M=M，ne

若金屬失去電子的傾向大于獲得電子的傾向，達到平衡時將是金屬離子進入溶

液，使電極上帶負電，電極附近的溶液帶正電；反之，若金屬失去電子的便向小「

獲得電子的傾向，結果是也極帶正電而其附近溶液帶負電.因此，在金屬于電解質

溶液界面形成?種擴散層，亦即在兩相之間產生了?個電位差，這種電位差就是電

極電位。實驗表明：金屈的電極電位大小與金屬木身的活潑性，金屬離子在溶液中

的濃度，以及溫度等因素有美。

銅與CuSd界面所產生的電極電位小廣鋅與ZnSd界面所產生的電極電位。

Zn2+(Cu2+)濃度越大，則平衡時電極電位也越大。

2.1.2能斯特公式

電極電位的大小，不但取決廣電極的本質，而口與溶液中離了?的濃凌，溫度等

因素有關，對「一個電極來說，其電極反應可以寫成：

Mr++ne=M

能斯特從理論卜.推導出電極電位的計算公式為：

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T70電位滴定儀操作手璉和分析大全第二或原理介紹

RTa

。=少-+—In二^（能斯特方程）

nFared

式中：（P一平衡時電極電位（單位：伏特V）

。一標準電極電位（V）

aox,ared一分別為電極反應中氧化態(tài)和還原態(tài)的活度；

n一為電極反應中的電子得失數(shù)

在25℃時，如以濃度代替活度,則上式可寫成:

0.059[Ox]

9=9log

n[Red]

如果電對中某?物質是固體或水，則它們的濃炭均為常數(shù)，即口二1；如果也對中

某一物質為氣體，則它的濃度可用氣體分壓表示。

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代表電極表面所受到的的分壓，以（Pa）表示

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T70電位滴出儀操件手冊和分析大會第二及原理介紹

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)計算[Cu]=0.01mol*I」時，銅電極的

電位(對SCE兀已知2+3=0.344V

UU/CU

解：山于。一=0.344V，是銅電極對NHE而言

故銅電極對NHE的電極電位為:

①=9一+0.0592+

iog(Cu]

2

0.059

=0.344log[0.01]

2

=0.285(V)

換算成對SCE的電極電位為:

①儀=0.285-0.242=0,043(V)

2.1.3電極電位的測量

單個電極的電位是無法測量的，因此，由待測電極與參比電極組成電池用電位

計測策該電池的電動勢，即可得到該電極的相對電位。相對廣同一參比電極的不同

電極的相對電位是可以相互比較的，并可用F計算電池的電動勢。常用的參比電極

有標準氫電極與甘汞電極。

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T70電位涵定儀悚性手冊和分析大會第二及原理介紹

電位計

指示

電極

標準氫電極(NHF)

將鍍有鉗黑的鉗巾.極浸

入H.活度為1的HCI溶液中，

通入氫氣,使伯電極上不斷有

氧氣泡忖出，保證電極既與溶

液又與氫氣持續(xù)接觸，液相上

氫氣分壓保持在101325Pa.

1、鏡笆品的部電極2、%.=1的HCI溶液

3、曲橋4、電接頭5、H4P=101325Pa)

在標準氫電極中有如下平衡：

2H*+2e=H21

(■工)

氫電極電位為：9=夕二九十竺竺log—-

2

2PHj/101325Pa

當[H+]=1mol/l,PH2=101325Pa時，

①=?一

+

2H/H2

稱為標準氫電極。

標準氫電極的條件為：

(1)H?活度為1；

(2)氫氣分壓為101325Pa

規(guī)定：任何溫度"氫電極的電位為零”，

習慣上以標準氫電極為負極，以待測電極為正極:

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標準氫電極|的測電極

化時，待測電極進行還原反應，作為正極，測得電動勢為正值.若測得電動勢

為負位，則待測電極進行氧化反應，是負極，氫也極為正極。

如：

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

電池電動勢：E電池=*右—°主電?！狧IUW

若：［Cu2，］=1mol/I,貝ij電收二°cu電極

25C時.，該電池的電動勢為+0.344V,即，E…=少嬴核=+0.344V

甘汞電極

1

由于?氫電極使用不便，II實驗條件

苛刻，故常用甘東電極作為參比電極。

甘汞電極有多種，但基本原理相同。

件灰電極由東、氯化亞灰(Hg2cl2.LT汞).

和飽和氯化鉀溶液組成。

電極反應如下：

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

能斯特公式為：。二淚心/4等嘮1

=0；a7,舊-0.059log[CI1/(1mol*Ij)

由上式可見，甘汞電極的電位取決于所用KCI的濃度。

標準電極

Ag-AgCI電極，由一個插入已用AgCI飽和/的KCI溶液中的Ag電極構成:

AgCI(飽和)，KCI(xF)|Ag電極反應為：

AgCI+e=Ag+CI°Agci/Ag-0.222V

■廿汞電極相同，其電極電位取決「?cr的濃度。

2.1.4電極的極化

若一電極的電極反應可逆，通過電極的電流非常小，電極反應在平衡電位卜.進

行該電極稱為可逆電極。如AglAgCI等都可近似為可逆電極。只有可逆電極才滿足

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T70電位滴出儀操作手冊和分析大會第二及原理介紹

能斯特方程。

當較大電流通過電池時，電極電位將偏離可逆電位，不在滿足能斯特方程，電

極電位改變很大，而電流變化很小，這種現(xiàn)象稱為電極極化。電池的兩個電極均可

發(fā)生極化。

極化程度的影響因素：

（1）電極的大小、形狀

（2）電解質溶液的組成

（3）溫度

（4）攪拌情況

（5）電流密度

極化可分為濃差極化和化學極化。

濃差極化：電極反應申，電極表面附近溶液的濃度和工體溶液濃度發(fā)生了差別

所引起的.

電化學極化：由某些動力學因素引起的。若電化學反應的某一步反應速度較慢,

為克服反應速度的障礙能壘，需多加?定的電壓。這種由反應速度慢所用起的極化

稱為化學極化或動力學極化。

2.2電位分析法原理及應用

電位分析法：電化學分析法的重要分支，其實質是通過零電流情況下測得兩電

極之間的電位差（即所構成原電池的電動勢）進行分析測定。

電位分析法包括：（電位測定法

1電位滴定法

2.2.1能斯特方程-電位分析法的依據

n[Red]

上式（能斯特方程），給出了電極電位與溶液中對應離子活度的簡單關系。對廣

氧化還原體系，應用該公式，通過測定一個可逆電池的電位來確定溶液中某組分的

離子活度或濃度的方法就是電極電位法。

電位測定法：根據測錄某一電極的電位，再由能斯特方程直接求得待測物質的

濃度（活度）。

電位滴定法：根掂滴定過程中，某個電極電位的突變來確定滴定終點，從滴定

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T70電位涵定儀悚作工冊和分析大會第二及原理介紹

劑的體積和濃度來計算待測物的含吊:。

2.2.2電位法測定溶液的PH值

測量溶'液pH值的體系結構圖：

1、玻璃電極

2、飽和甘汞電極

3、試液

4、接至電壓計(pHif)

玻璃也極的構造

Y一一一導線

0/絕緣帽

坡

璃

U二玻璃電板桿

膜

-AkMCI電極

電

極內充液

()坡璃膜

玻璃電極是最早出現(xiàn)的膜電極，為氫麻子選擇電極。膜電極容許某些離子而又

限制某些離子進出膜的表面.

對于玻璃電極最重?要的是玻璃膜，它是由一種特殊成分的玻璃構成：

Na2O22%

CaO6%

SiO272%

玻璃泡中裝有pH一定的溶液(內參比溶液,0.1mol「1),其中插入一根銀?氯化

銀電極作為內參比電極。

當玻璃電極與待測溶液接觸時,發(fā)生如下離了交換反應:

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T70電位滴出儀操作手冊和分析大會第二及原理介紹

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

溶液玻璃溶液玻璃

上述反應的平衡常數(shù)很大，仃利于反應相右進行，進而在酸性和中性環(huán)境下，

在玻璃表面上形成一個硅酸水化層。由硅酸水化層到膜內部，H?數(shù)目逐漸減少，Na*

數(shù)目逐漸增加，在膜的中部為平玻璃層”。

內赧沖溶液內水合硅膠層干玻璃層外水合硅膠層外部試液

&0.01z10RmSO^lOOPm0.01~10Um

H+

H+Na

E內E外

%

沖浸泡的很好的放處懣庾的圖例

如圖所示：在兩相界面形成雙電層產生電位差。當/在兩相間擴散速度達到平

衡時，可用下式表示：r+1

[H1o

。外=k1+0,059log

[H]5

八[H+].

。內=k2+0.059log4一

[H]s

玻璃膜內外表而結構狀態(tài)相同，故K尸K2,玻碟電極膜內外測之間的電位差稱為

膜電位：ru\

,二，一。=0.059log

[H卜

玻璃電極中，內參比'溶液中的[H>]是常數(shù)故：

Q+

?=常數(shù)+0.059log[H]2

=常數(shù)-0.059PH乂

由上式可見，通過測量膜電位即可得到膜外溶液得H*濃度[H=2,這就是玻

璃電極測溶液PH的理論依據°

222.2溶液pH值得測定

參比電極：飽和甘汞電極

指示電極：玻璃電極

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T70電位滴之儀操作了世和分析大全第-ft原理介紈

兩電極同時插入待測液形成如卜電池：

Ag,AgCI|HCI|玻璃膜|試液溶液KCI（飽和）|Hg2cb（固），Hg

羯瑞維接4t求

電池電動勢：E謔=<Pt

_0（P

=9一—常數(shù)一0.059PH試液）

=K+0.059PH試液

K的影響因案：

玻璃電極的成分、內外參比電極的電位差、不對稱電位、溫度。K在一定條件卜.為

定值，但無法確定，故無法用上式求得pH值。實際測定中，式樣的pH是同已知pH

的標準緩沖溶液相比求得的。設pH標準緩沖容液為S,待測溶液為X,有：

Ex=K*+0,059PH*

Es=Ks+0.059PHs

若測量時條件相同，則有KS=KX.所以:

Ex-Es=0.059PHx-0.059PHs

Ex—E5

--+PH

0.059

可見，以標準緩沖溶液的PHs為基準，通過比較Es和Ex的值來求出PHx,這

就是PH標度的意義.PH計也是以此唯理論依據的。

2.2.23pH標準溶液

溫度0.05M草酸25,C飽和酒0.05M部不o01mol/L25,C

t-C三氫鉀石彼宅鉀二甲酸氫鉀硼砂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電位滴定儀操作了氏和分析大分第：*原理介紹

2.2.3離了?選擇性電極

離了?選擇性電極（又稱膜電極）。

1976年IUPAC基廣膜的特征，推薦將其分為以下幾類：

—?J京電極（primaryelectrodes）

?晶體膜電極（crystallinemembraneelectrode。

—?均相膜電極（homogeneousmembraneelectrodes

_*非均相膜電極（heterogeneousmembraneelectrodes）

一非晶體膜電極（crystallinemembraneelectrode3

剛性基質電極（rigidmatrixelectrodes）

t流動載體電極（electrodeswithamobilecarrier）

*敏彳匕電極（sensitizedelectrodes

—?氣敏電極（gassensingelectrode^

??的電極（enzymeelectrode^

晶體（膜）電極

晶體膜?般是難溶鹽經加壓或拉制成單晶、多晶或混合品的活性膜。晶體膜按

制法可分為：均相膜和非均相膜。均相膜是由一種或多種化合物的均勻混合物的品

體構成。非均相膜除電活性物質外還加入/?恪性材料，如聚氯乙烯、石蠟等，具功

能由活性物質決定。

電極的機制是：由于品格缺陷（孔穴）而引起離子的傳導作用。接近孔穴的可

移動次?子移至孔穴中，-定的電極膜，按其孔穴大小，形狀，電荷分布只能容納一

定的可移動高G而其它離廣則不能進入。晶體膜就是這樣而顯示選擇的。因沒有

耳它離子進入品格，F(xiàn)擾只能來自晶體表面的化學反應。

.1氟離子選擇電極

氟離子選擇電極是蒞于氟化偶單晶膜對敘

離子的選擇性而實現(xiàn)對溶液中氟離子的測量

的。

氟

E=K-0.059log?p_

離

子該電極在1~范圍內符合能斯特

選

公式。檢測卜限為數(shù)量級，PH5-60

擇主要干擾物質是OK：

腹

產物F的響應產生正干擾0

電

一

極LaF22+3OH-=La（OH）3+3F

2022年-2023年(可修改編輯)

尚r接觸也全固態(tài)也

硫化銀膜具有離子傳導及電子傳導的能力，晶體中可移動的離子是Ag*,故膜電

位對Ag?敏感。

測量體系中存在這如下平衡：

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為一新的常數(shù)?？梢娏蚧y電極同時可用作硫離子極.但該電極對硫離子的

響應較上述沉淀平衡復雜，機制可能為S2-與晶格空隙中的Ag?反應：

++2

2AgS-=Ag2S

?定條件下，可用硬化銀電極測定繁離子，此時需加入少量銀系絡離子使其濃

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+==后數(shù)

MK*oc223a2

CN-CN

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T70電位漁出儀悚生丁糖和分析大仝第-ft原理介紹

可用硫化銀電極測CW變化時Ag?活度的變化。與此類似的有用「測定底素的用

化銀■硫化銀電極。

非晶體膜電極?剛性.基質電極

玻璃電極屬剛性基質電極。

223.3活動我體電極（液膜電極）

燈類電極用浸行某種液體離子交換劑的情件多孔膜作電極膜制成。其重要的例

子是Ca"選擇電極（如下.圖）。

電松懷

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液膜兩相發(fā)生離子交換反應：

［（R。）？「。2薩丁+=2（R。）2「。「+8?+

有機相有機相水相

反應機制與玻璃電極類似。

氣敏電極

玻

的

璃

極

極

內

參

氣敏電極是基于界而化學反應的敏化電極，實電

際上是?種化學電池，由?對電極（指示電極和

/玻璃電極

參比電極）組成，具有代表性的是氨敏電極,結（指示電極）

構如右圖。/電極桿

其測量機制是試液中待測組分氣體通過透氣膜

/電極頭

進入中介液，使中介液中某離子的活度發(fā)生變化，

進向使電池電動勢發(fā)生變化，通過電動勢的變化反、

透

玻

氣

應出待測組分的策。實際上它是一種傳感器.圖中璃

膜

膜

24

2022年-2023年（可修改編輯）

T70電位滴定儀操作下既和分析大令第二致原理介紹

玻埸電極，參比電極與中介液形成一電池。

氣故電極?覽表

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