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仪器分析电化学分析法解读PPT课件


表 甘汞电极的电极电位(25℃)
KCl 浓度 电极电位(V)
0.1 mol/L甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液
+0.2438
温度校正:Et= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) (V)
3. 电化学分析法的特点
(1)灵敏度、准确度高,选择性好 被测物质的最低浓度可以达到10-12 mol·L-1数量级。
(2)电化学仪器装置较为简单,操作方便 直接得到电信号,易传递,尤其适合于化工生产中的自动控
制和在线分析。 (3)应用广泛
无机离子的分析;有机电化学分析;药物分析;活体分析。
§4-2 电位法
膜电位 EME外E内 假定 k1=k2
a a ' H,外
' H,内
EME外E内2.30 F 3RTlga aH H , ,外 内
(内、外水化层中 H+活度)
E M K ' 2 .3 0 F 3 R T lg a H , 外 K ' 2 .3 0 F 3 R T p H 外 内参比溶液固定
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 离子选择性电极通用公式(注意“+” “-”符号)
敏化电极(sensitized electrodes) 气敏电极(gas sensing electrodes) 酶电极(enzyme electrodes)
4 离子选择性电极的结构与原理
组成:敏感膜,内参比电极、内参比溶液 (敏感膜:单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等)
特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。 测定依据:
4. H+运动能力远大于Na+
5. 离子迁移的净结果: 由水溶液 向玻璃膜水化层迁移的H+数远 大于由玻璃膜水化层向溶液迁 移的Na+ ;玻璃膜水化层上正电 荷数多于溶液一侧的正电荷数, 从而电位产生。
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E外k12.30F3RTlgaaH H ,,外 外
E内k22.30F3RTlgaaH H ,,内 内
晶体膜电极(crystalline membrane electrodes) 均相膜电极(homogeneous membrane electrodes) 非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes)
非晶体膜电极(crystalline membrane electrodes) 刚性基质电极(rigid matrix electrodes) 流动载体电极(electrodes with a mobile carrier)
4.2.2 离子选择性电极
1 参比电极 (电位相对稳定)
甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号:Hg,Hg2Cl2(固) ︱ KCl 电极电位(25℃):
E H g 2 C l2 /H g
E O 0 .0 5 9 lg a
H g 2 C l2 /H g
C l
E M,阳 离 子 K '2.3 n 0 F 3R Tlga 阳 离 子 E M,阴 离 子 K '2.3 n 0 F 3R Tlga阴 离 子
(2)膜电极-离子选择性电极
3 离子选择性电极的种类
Type , principle and structure of ion selective electrode (ISE)
离子选择性电极(又称膜电极)。
1976年IUPAC基于膜的特征,推荐将其分为以下几类: 原电极(primary electrodes)
银-氯化银电极:
银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度 的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。
电极反应:AgCl + e- = Ag + Cl半电池符号:Ag,AgCl(固)︱KCl 电极电位(25℃):
E A g C l/A g E A O g C l/A g 0 .0 5 9 lg a C l
4.2.1 原理
基于测量浸入被测液中两电极间零电流时的电动势或电动势 变化来进行定量分析的方法,分为:直接电位法和电位滴定法
理论基础:能斯特方程
对于氧化还原体系:
Ox+ne- Red
E EO' Ox/Red
RTlnaOx nF aRed
对于金属电极(还原态为金属,
活度定为1):
E
EO' Mn /M
RT nFlnaMn
第四章 电化学分析法
§4-1 电化学分析法概要
1、电化学分析法 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分 析的方法。
2、电化学分析法分类:
1 直接电化学法:直接测定实验过程中的电物理量(E(ε)、I、 G、Q 、E(ε)-I曲线)来测定待测离子浓度
2 电滴定法:以电物理量的突变作为滴定终点
3 电解法:通过测定电解产物的质量或体积测定待测离子浓度
2 指示电极 (电位随待测离子活度的变化而变化) (1)金属基电极
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
0
组成
举例
金属-金属离子电极 Ag+︱Ag、Zn2+︱Zn
金属-金属难溶盐电极 汞电极
惰性金属电极
Ag︱AgCl, Cl- Hg2Cl2︱Hg, Cl-
Hg︱Hg2C2O4︱CaC2O4︱Ca2+ Hg-Hg2+-EDTA-Mn+ Pt︱Fe3+,Fe2+
KCl 浓度 电极电位(V)
表 银-氯化银电极的电极电位(25℃)
0.1 mol/LAg-AgCl 电极 0.1 mol / L +0.2880
标准 Ag-AgCl 电极 1.0 mol / L +0.2223
饱和 Ag-AgCl 电极 饱和溶液 +0.2000
温度校正: Et= 0.2000- 6×10-4(t-25) (V)
a. 结构: 敏感膜:玻璃膜(0.03~0.1mm) 内参比电极:Ag-AgCl电极 内参比溶液:0.1mol/L的HCl溶液
b.离子交换原理及膜电位的产生
电位的产生:
1. 因为存在浓度差,H+和Na+都会 向低浓度一侧发生迁移(浓差 扩散);
2. H+体积远小于Na+;
3. 硅酸结构与H+所结合的键的强 度远大于与Na+的强度(约为1014 倍);
膜电位:膜内外被测离子活度的不同而产生电位差
使用方法及原理 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中,组成电池:
内外参比电极的电位值固定,且内充溶液中离子的活度也一
定,则电池电动势为:
E
RT nF
lnax
5 重要离子选择性电极
(1)玻璃膜电极
化学成分(摩尔 比)N:a2O 22%
CaO 6% SiO2 72%
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