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电化学分析法概论

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3.晶体膜电极
由数种稀土元素的氟化物晶体制成,在 室温下有很好的导电性。 如氟离子选择电极的敏感膜是掺入EuF2 的LaF3单晶膜。
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4.非均态膜电极
将难溶盐分布在硅橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、石蜡等 惰性材料中,制成电极膜,与其他几种膜电极的功能基 本相同,具有机械性能好、制备方便等优点,但电阻高, 响应速度慢,不适合在有机溶剂中应用。
有:Mn+/M=
θMn+/M+
RT nFБайду номын сангаас
ln
Ox n+
Re
M
d
,θ为标准电极电位R、
V、F为常数,Mn+ 为离子活度,在浓度很小时,可用
浓度代替。将常用对数代替自然对数,T为25摄氏度时:
Mn+/M= θMn+/M + 0.0592/n lgMn+
由于单支电极电位无法测定,必须加一支电极电位恒定 的参比电极,组成工作电池,通过其电动势测定来确定单 支电极的电极电位。
电极电位的产生: 金属和溶液化学势不同--电子转移—金属与溶
液荷不同电荷—双电层—电位差—产生电极电位。 绝对电极电位无法得到,因此只能以一共同参
比电极构成原电池,测定该电池电动势。常用的 为标准氢电极。
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能斯特方程
1.能斯特方程表示电极电位与离子活度之间的关系
对于电极半反应:
M + ne- = Mn+
NH4+、Ag+、Li+等玻璃膜电极。
玻璃电极的构造: 用特定配方玻璃吹成球状膜 电极,膜厚约0.1mm。 玻璃膜的内阻很高,可以达 到100~500M。
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2.压片膜电极
将纯净的难溶盐粉末在高压下压成直径15mm、厚2-3mm的 致密薄片作为电极传感膜片,将膜片用适当的粘合剂粘 在玻璃管一端,管内充入内参比溶液,插入内参比电极, 即构成离子选择性电极。
(1)通过试液的浓度在特定实验条件下与化学电池某一参 数之间的关系求得分析结果的方法,如电位法、库伦分析法 、电导分析法、伏安法和极谱分析法。
(2)利用电参数的变化来指示容量分析 终点的方法,如电导滴定、电位滴定、电 流滴定;
(3)电重量分析法,也称为电解分析法 。
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二、化学电池与电极电位
指示电极
(一)金属基电极 1.金属-金属离子电极
指金属与该金属离子溶液组成的体系,其电极 电位决定于金属离子的活度。
例如 例A如g+|AAgg电+ |极Ag电极 电电极极反反应应为为:: AAg+g++ +e →e →AAg g
这类电极主要有Ag,Cu、Zn、Cd、Pb等及其离子。
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参比电极
对参比电极的要求要有“三性”
(1)可逆性 有电流流过时,反转变号时, 电位基本上保持不变。
(2)重现性 溶液的浓度和温度改变时,按 Nernst 响应,无滞后现象。
(3)稳定性 测量中电位保持恒定、并具有
长的使用寿命。例: 甘汞电极(SCE),银-氯化
银电极等。
示意图
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电极电位的测定
工作电池:(-)M│M+ ││ 参比电极(+)E= (+)- (-) E=(参比)-Mn+/M= (参比)- θMn+/M - 0.0592/n lgMn+ 测定E,求得Mn+ 即为直接电位法。 通过滴定,观察Mn+变化,当滴定终点 Mn+突变,则E也 发生突越,即可确定终点,通过滴定液消耗体积,计算Mn+ 为电位滴定法。
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5.液态膜电极
用仅有液体的惰性多孔膜作电极膜制成,通常将含有活 性物质的有机溶液浸透在烧结玻璃、聚乙烯、乙酸纤维 等惰性材料中制成多孔膜。
2.金属-金属难溶盐电极 指金属及其难溶盐(或络离子)所组成的电极
体系。
汞电极属此类。
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3.惰性金属电极
惰性金属电极一般由惰性材料如铂、金或石墨碳作成片状 或棒状。 本身不参与氧化还原反应,也称为零类电极或氧化还原电 极。
例如: Pt|Fe3+,Fe2+ Fe3+ + e → Fe2+
参比电极
甘汞电极
外形图
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示意图
参比电极
甘汞电极由金属汞和甘汞及氯化 钾溶液所组成。
电极表示式为: Hg | Hg2Cl2 (s), KCl
电极反应: 2Hg + 2Cl-=Hg2Cl2 +2e
特 点: a) 制作简单、应用广泛; b) 使用温度较低(<80oC)且受温度影响较大(当
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(二)离子选择性电极
离子选择性电极就是膜电极,由敏感膜、内导体、电极杆 以及带屏蔽的导线等部分构成。
氟离子12:35电:00 极
pH电极
离子选择性电极的类型
按照敏感膜的材料不同,可以分为:
均相膜
如F-,Cl-,Cu2+
晶体膜 非均相膜
如硅橡胶膜
原电极
刚性基质
如pH, pNa
ISE
T从20oC~25oC时,饱和甘汞电极电位从 0.2479V~2444V, E=0.0035 V); c) 当温度改变时,电极电位平衡时间较长;
参比电极
银-氯化银电极是浸在KCl溶液中 的涂有氯化银的银电极。
电极反应: Ag + Cl-=AgCl +e
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使用前要赶气泡,添加足量 的KCl溶液。
第六章 电化学分析法
第一节 概述 第二节 溶液pH测定法 第三节 电位滴定法 第四节 永停滴定法 第五节 电导分析法
第一节 概述
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一、电化学分析法的定义与分类
什么是电化学分析
应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质电化学性 质及其变化规律来测定物质组成及含量的分析方法。
电化学分析法的3种类型
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三、电化学电池中的电极系统
所谓电化学电池中的电极系统,是指电分析化学 实验中通常用到的二个电极的测试体系。
参比电极: 甘汞电极、银-氯化银电极, 电位不受试液组成的影响,具有恒定数值。
工作电极: 又称指示电极(金属基电极、PH玻璃电极、 离子选择性电极) 电位随着待测离子浓度的变化而 变化。
非晶体膜
流动载体
带正电荷 如NO3-,ClO4-,BF4带负电荷 如Ca2+, Mg2+
气敏电极
中性 如K+
如CO2, NH4+电极
敏化电极
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生物电极 如酶电极,生物组织电极
1.玻璃膜电极
玻璃膜电极是对氢离子活度有选择性响应的电极。 除了对氢离子具有选择性响应的pH玻璃电极外,还有K+、Na+、
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