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《大學(xué)儀器分析教學(xué)課件(電位分析及離子選擇電極)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第八章 電位分析法第一節(jié)電位分析原理與離子選擇性電極一、電位分析原理principleofpotentiometryanalysis二、離子選擇性電極的種類、原理和結(jié)構(gòu)type,principleandstructureofionselectiveelectrode三、離子選擇電極的性能參數(shù)Capabilityparameterofionselectiveelectrodepotentiometryandconductometryprincipleofpotentio-metryanalysisandionselecti
2、veelectrode2021/6/12一、電位分析原理principleofpotentiometryanalysis電位分析是通過在零電流條件下測(cè)定兩電極間的電位差（電池電動(dòng)勢(shì)）所進(jìn)行的分析測(cè)定。E電池=E+-E-裝置：參比電極、指示電極、電位差計(jì)；分為：直接電位法和電位滴定法當(dāng)測(cè)定時(shí)，參比電極的電極電位保持不變，電池電動(dòng)勢(shì)隨指示電極的電極電位而變，而指示電極（離子選擇性電極）的電極電位隨溶液中待測(cè)離子活度而變。2021/6/12電位分析的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：能斯特方程（電極電位與溶液中待測(cè)離子活度間的定量關(guān)系）。對(duì)于
3、氧化還原體系：Ox+ne-=Red對(duì)于金屬電極（還原態(tài)為純金屬，活度定為1）：由此可見，測(cè)定了電極電位，就可確定離子的活度（或在一定條件下確定其濃度），這就是電位分析法的理論依據(jù)。2021/6/12二、離子選擇性電極的種類、原理與結(jié)構(gòu)type,principleandstructureofionselectiveelectrode離子選擇性電極(又稱膜電極)。1976年IUPAC基于膜的特征，推薦將其分為以下幾類：原電極（primaryelectrodes）晶體膜電極（crystallinemembraneelectro
4、des）均相膜電極：如氟電極、氯電極非均相膜電極：如硫電極非晶體膜電極（crystallinemembraneelectrodes）剛性基質(zhì)電極：如pH電極流動(dòng)載體電極：如硝酸根電極、鈣電極、鉀電極敏化電極（sensitizedelectrodes）氣敏電極：如氨電極酶電極：如尿素電極2021/6/121.非晶體膜電極（玻璃電極）玻璃膜電極，它的核心部分是玻璃膜，是在SiO2基質(zhì)中加入Na2O和少量CaO燒制而成，膜厚0.5mm，呈球泡型。球泡內(nèi)充注內(nèi)參比溶液（含有與待測(cè)離子相同的離子），再插入一根AgCl-Ag電極作內(nèi)
5、參比電極。玻璃膜（敏感膜）的組成不同可制成對(duì)不同陽離子響應(yīng)的玻璃電極。如H+,Na+,K+,Li+,Ag+離子響應(yīng)電極(p139)。其中H+離子響應(yīng)電極（即pH玻璃電極）被最早最廣泛應(yīng)用。下面以pH玻璃電極為例，詳細(xì)闡述玻璃電極的工作原理。2021/6/12pH玻璃電極H+響應(yīng)的玻璃膜電極：內(nèi)充0.1mol/LHCl溶液，敏感膜厚度約為0.10mm。SiO2基質(zhì)中加入Na2O、Li2O和CaO燒結(jié)而成的特殊玻璃膜。水浸泡后，表面的Na+與水中的H+交換，表面形成水合硅膠層。H++Na+Gl-?Na++H+Gl-溶液 玻
6、璃膜 溶液 玻璃膜所以玻璃電極使用前，必須在水溶液中浸泡。2021/6/12玻璃膜電位的形成玻璃電極使用前，在水溶液中浸泡后，生成三層結(jié)構(gòu)，即中間的干玻璃層和兩邊的水化硅膠層：水化硅膠層厚度：0.01～10μm。在水化層，玻璃上的H+與溶液中H+發(fā)生離子交換而產(chǎn)生相界電位:E內(nèi)與E外。H+水化層?H+溶液2021/6/12玻璃膜電位玻璃電極放入待測(cè)溶液，25℃平衡后：H+水化層?H+溶液E內(nèi)=k內(nèi)+0.059vlg(a2/a2’）E外=k外+0.059vlg(a1/a1’）a1、a2分別表示外部試液和電極內(nèi)參比溶液
7、的H+活度；a’1、a’2分別表示玻璃膜外、內(nèi)水合硅膠層表面的H+活度k外、k內(nèi)則是由玻璃膜外、內(nèi)表面性質(zhì)決定的常數(shù)。玻璃膜內(nèi)、外表面的性質(zhì)基本相同，則k外=k內(nèi)，a’1=a’2E膜=E外-E內(nèi)=0.059lg(a1/a2）+++------+++2021/6/12玻璃電極電位作為玻璃電極的整體，玻璃電極的電位應(yīng)包括內(nèi)參比電極的電位，即E玻=E內(nèi)參比+E膜于是E玻=E內(nèi)參比+0.059vlg(a1/a2）由于內(nèi)參比溶液中的H+活度（α2）是固定的,則:E玻=K+0.059vlga1=K－0.059vpH試液上式表明：在2
8、5℃時(shí)，試液pH的每改變1個(gè)單位，電位變化59mv，這是玻璃電極成為氫離子指示電極的依據(jù)。2021/6/12玻璃電極的特性(1)不對(duì)稱電位(25℃)：E膜=E外-E內(nèi)=0.059lg(a1/a2）如果:a1=a2，則理論上E膜=0，但實(shí)際上E膜≠0產(chǎn)生的原因:玻璃膜內(nèi)、外表面含鈉量、表面張力以及機(jī)械和化學(xué)損傷的細(xì)微差
