离子选择电位法测量自然水中的钠离子讲义.pdfVIP

一、 实验目的 1、 掌握电位法的基本原理。 2 、 学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。 二、 方法原理 当钠离子选择性电极 pNa 电极与甘汞电极与参比电极同时浸入溶液后，即组成测量电 池对。其中 pNa 电极的电位随溶液中钠离子的活度而改变。用一台高阻抗输入的毫伏计测 量，即可获得与水样中钠离子活度相对应的电极电位，以 pNa 值表示： pNa=-log aNa ⑴ pNa 电极的电位与溶液中钠离子活度的关系符合能斯特公式 E= E +2.3026 RT lg a ⑵ 0 Na nF 式中 E—— pNa 电极所产生的电位 V ； E ——当钠离子活度为 1mol/L 时， pNa 电极所产生的电位 V ； 0 -1 -1 R——气体常数， 8.314J ·K ·mol ; T——热力学温度， K ； 4 F——法拉第常数， 9.649 × 10 C ·mol-1 ； n——参加反应的得失电子数； a ——溶液中钠离子的活度， mol/L 。 Na 当溶液中钠离子浓度小于 10 3 mol/L 时，钠离子活度近似等于浓度，离子活度系数 Υ ≈ 1，当钠离子浓度大于 10 3 mol/L 时，离子活度 Υ≠1，在测定中要注意活度系数的修正， 为此水样应预先稀释，否则误差较大。 当测定溶液的 a ＜ 10 3 mol/L ，被测溶液和定位溶液的温度为 20℃时， 则式⑵可简化 Na 为： ′ c + Na 0.058log = ΔE ⑶ c + Na 0.058 （pNa-pNa ′）= ΔE ⑷ E 或 pNa= pNa ′+ ⑸ 0.058 式中 ΔE——标准溶液的电位与样品溶液电位之差， V ； ′ c ——标准溶液的钠离子浓度， mol/L ； Na c ——样品溶液的钠离子浓度， mol/L ； Na pNa ′——标准溶液中钠离子浓度所对应的 pNa 值； pNa——样品溶液钠离子浓度所对应的 pNa 值。 为了减少温度的影响， 定位溶液温度和水样温度相差不宜超过± 5℃。氢离子和钾离子 对测定水样中钠离子浓度有干扰，前者可以通过加入碱化剂，使被测溶液的 pH 大于 10 来 消除，后者必须严格控制 Na ： K 至