《2-电位分析法》-课件设计（公开）.ppt

第二章 电位分析法 内容提要： 第一节 电位分析法概述 一、电位分析法的原理 二、电位分析法的分类 三、电位分析法的装置 一、电位分析法的基本原理 1、电位分析法的理论基础：能斯特方程 即在一定的测量条件下，电极电位与溶液中待测离子的活度（对于稀溶液即浓度）成定量关系。 25℃时 2、电池电动势与待测离子浓度的关系 电位分析工作电池： （-）M|Mn+ || 参比电极（+） 工作电池电动势： 即在一定的测量条件下，工作电池的电动势与溶液中待测离子的活度的对数成线性关系。对稀溶液，活度可近似地用浓度代替。这是直接电位法的定量依据。 二、电位分析法的分类 直接电位法 直接电位法是通过测量上述工作电池的电动势，再根据此电动势与溶液中被测离子的活度（浓度）之间的定量关系，求得待测组分的含量的方法。 电位滴定法 电位滴定法是通过测量滴定过程中试液的电位变化来确定滴定分析终点的分析方法。 三、电位分析法的装置 （一）参比电极 （二）指示电极 （三）电位差计 （四）滴定装置（电位滴定法） （五）搅拌装置 （一）参比电极 参比电极是用来提供电位标准的电极。 对参比电极的主要要求是： 电极的电位值已知且恒定； 电极的电位值受外界影响小，对温度或浓度没有滞后现象； 具备良好的重现性和稳定性。 电位分析法中常用的参比电极： 甘汞电极（最常用的是饱和甘汞电极(SCE) ） 银-氯化银电极 1、甘汞电极 （1）电极组成和结构 甘汞电极组成： 纯汞、 Hg2Cl2-Hg混合物 KCl溶液 甘汞电极的结构： （2）甘汞电极的电极反应和电极电位 甘汞电极的半电池为： Hg，Hg2Cl2（固）︱KCl（液） 电极反应为： 25℃时电极电位为： 可见，在一定温度下，甘汞电极的电位取决于KCl溶液的浓度，当Cl-活度一定时，其电位值是一定的。 由于KCl的溶解度随温度而变化，电极电位与温度有关。因此，只要内充KCl溶液温度一定，其电位值就保持恒定。 电位分析法最常用的甘汞电极的KCl溶液为饱和溶液，因此称为饱和甘汞电极(SCE)。 2、银-氯化银电极 （1）电极的组成和结构 将表面镀有AgCl层的金属银丝，浸入一定浓度的KCl溶液中，即构成银-氯化银电极。 其结构如图。 （2）银-氯化银电极的电极反应和电极电位 银-氯化银电极的半电池为： Ag，AgCl（固）︱ KCl（液）。 电极反应为： 25℃时电极电位为： 可见，在一定温度下银-氯化银电极的电极电位同样也取决于KCl溶液中Cl-的活度。 （3）银-氯化银电极的使用 银-氯化银电极常在pH玻璃电极和其他各种离子选择性电极中用做内参比电极。 银-氯化银电极不像甘汞电极那样有较大的温度滞后效应，在高达275℃左右的温度下仍能使用，而且有足够稳定性，因此可在高温下替代甘汞电极。 （二）指示电极 电位分析法中，电极电位随溶液中待测离子活（浓）度的变化而变化，并指示出待测离子活（浓）度的电极称为指示电极。 种类： 1、金属基电极 2、离子选择性电极（膜电极） 1、金属基电极 金属基电极是以金属为基体的电极，其特点是：它们的电极电位主要来源于电极表面的氧化还原反应，所以在电极反应过程中都发生电子交换。 常用的金属基电极： （1）金属-金属离子电极（第一类电极） （2）金属-金属难溶盐电极（第二类电极） （3）汞电极（第三类电极） （4）惰性金属电极（零类电极） （1）金属-金属离子电极 这类电极又称活性金属电极或第一类电极。它是由能发生可逆氧化反应的金属插入含有该金属离子的溶液中构成。 例如：将金属银丝浸在AgNO3溶液中构成的电极，其电极反应为 25℃时的电极电位为 可见，电极反应与Ag+的活度有关，因此这种电极不但可用于测定Ag+的活度，而且可用于滴定过程中，由于沉淀或配位等反应而引起Ag+活度变化的电位滴定。 组成这类电极的金属有银、铜、镉、锌、汞等，铁、钴、镍等金属不能构成这种电极。 金属电极使用前应彻底清洗金属表面。清洗方法是：先用细砂纸（金相砂纸）打磨金属表面，然后再分别用自来水和蒸馏水清洗干净。 （2）金属-金属难溶盐电极 又称第二类电极。它由金属、该金属难溶盐和难溶盐的阴离子溶液组成。 甘汞电极和银-氯化银电极就属于这类电极。 其电极电位随所在溶液中的难溶盐阴离子活度变化而变化。例如银-氯化银电极可用来测定氯离子活度。 优点：制作容易、电位稳定、重现性好，因此主要用做参比电极。 （3）汞电极 汞电极是第三类电极的一种，它是由金属汞浸入含少量Hg2+-EDTA配合