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1、第五章第五章 电位分析法电位分析法授课内容授课内容5.1 概述概述一、电化学分析法概述一、电化学分析法概述二、电位分析法概述二、电位分析法概述5.2 电位分析法中的电极电位分析法中的电极一、参比电极一、参比电极二、指示电极二、指示电极三、离子选择性电极及其电位三、离子选择性电极及其电位授课内容授课内容5.3 直接电位法直接电位法 一、一、pH值的测定值的测定 二、离子活度的测定二、离子活度的测定5.4 电位滴定法电位滴定法 一、电位滴定法原理一、电位滴定法原理 二、电位滴定法终点的确定二、电位滴定法终点的确定5.5 电位分析法的应用电位分析法的应用重点与难点重点与难点1、电位分析法的原理、电位
2、分析法的原理2、电位分析中的电极、电位分析中的电极3、直接电位法的原理及应用、直接电位法的原理及应用4、电位滴定法的原理及应用、电位滴定法的原理及应用5.1 概概 述述一、电化学分析法概述一、电化学分析法概述（一）（一）电化学分析法的意义电化学分析法的意义根据物质的根据物质的电学和电化学性质电学和电化学性质，应，应用用电化学的基本原理和技术，电化学的基本原理和技术，测定测定物质物质组分含量组分含量的方法，称为电化学的方法，称为电化学分析法。分析法。（二）电化学分析法的分类（二）电化学分析法的分类 根据测定原理的不同分类根据测定原理的不同分类：测量参数测量参数 方法类别方法类别电位（电流电位（电
3、流0）电位法电位法电位与标准溶液体积（电流电位与标准溶液体积（电流0）电位滴定法电位滴定法电流（控制电位）电流（控制电位）极谱法、伏安法极谱法、伏安法电流与标准溶液体积电流与标准溶液体积安培滴定法（电流滴定法）安培滴定法（电流滴定法）电阻（电导）电阻（电导）电导法电导法电阻与标准溶液体积电阻与标准溶液体积电导滴定法电导滴定法电流与时间电流与时间库仑分析法库仑分析法电解后电极增重电解后电极增重电重量分析法（电沉析法）电重量分析法（电沉析法）（三）电化学分析法的特点（三）电化学分析法的特点1 1、灵灵敏敏度度高高。被被测测物物质质含含量量范范围围可可在在1010-2-21010-12-12 mol
4、/Lmol/L数量级。数量级。2、准准确确度度高高，选选择择性性好好，不不但但可可测测定定无无机机离离子子，也可测定有机化合物，也可测定有机化合物，应用广泛应用广泛。3、电化学仪器、电化学仪器装置较为简单，操作装置较为简单，操作方便。方便。4、电电化化学学分分析析法法在在测测定定过过程程得得到到的的是是电电讯讯号号，易易于于实实现现自自动动控控制制和和在在线线分分析析,尤尤其其适适合合于于化工生产的过程控制分析。化工生产的过程控制分析。（四）电化学分析法的基本装置（四）电化学分析法的基本装置1、工作电池工作电池：工作电极工作电极（指示电极）（指示电极）参比电极参比电极被测试液被测试液2、测定电
5、讯号测定电讯号 的装置的装置。3、搅拌装置搅拌装置（极谱法不需（极谱法不需要）要）。根据不同的电化学分析法类别根据不同的电化学分析法类别,装置的配置有所同。装置的配置有所同。二、电位分析法概述二、电位分析法概述（一）电位分析法的意义（一）电位分析法的意义电位分析法是电化学分析法的电位分析法是电化学分析法的重要分支重要分支，是在是在零电流条件下，零电流条件下，测定测定两电极的两电极的电位差电位差或电位差的变化或电位差的变化进行分析测定。进行分析测定。（二）电位分析法的分类（二）电位分析法的分类 1、电位测定法（习惯称直接电位法）、电位测定法（习惯称直接电位法）2、电位滴定法、电位滴定法1、电位测
6、定法、电位测定法意义：意义：以测定以测定电池（工作电池）电动势电池（工作电池）电动势求得求得待测待测组分含量组分含量的方法称为电位测定法，的方法称为电位测定法，也称直接电位法。也称直接电位法。特点：特点：电位测定法测定快速方便，灵敏度高。电位测定法测定快速方便，灵敏度高。电位测定法的装置电位测定法的装置1.电位（电位（pH）计）计2.工作电池工作电池由参比电极，指示电由参比电极，指示电极，被测试液组成。极，被测试液组成。3.磁力搅拌器磁力搅拌器(附磁力附磁力搅拌子搅拌子)。可直接测定溶液的可直接测定溶液的pH值值或离子的活度。或离子的活度。图为：电位测定法的装置图为：电位测定法的装置2、电位滴
7、定法、电位滴定法意义：意义：通过测量滴定过程中的通过测量滴定过程中的电位变化电位变化来确定滴来确定滴定终点的分析方法定终点的分析方法,称之为电位滴定法。称之为电位滴定法。特点特点：1、不受试液的颜色或混浊的影响，、不受试液的颜色或混浊的影响，2、无需用指示剂，、无需用指示剂，3、应用广。、应用广。2、电位滴定法的装置、电位滴定法的装置电位滴定的装置电位滴定的装置1.电位计电位计2.滴定装置滴定装置3.工作电池工作电池4.磁力搅拌器磁力搅拌器(附磁力附磁力搅拌子搅拌子)电位滴定装置电位滴定装置5.2 电位分析中的电极电位分析中的电极一、参比电极一、参比电极参比电极是参比电极是电极电位恒定电极电位
8、恒定且且重现性良好重现性良好的的电极。标准氢电极的电位为零，是参比电电极。标准氢电极的电位为零，是参比电极中的一级电极。但由于氢电极制作麻烦，极中的一级电极。但由于氢电极制作麻烦，使用不便，故实际工作中少用。使用不便，故实际工作中少用。分析测试工作中使用的参比电极主要是甘分析测试工作中使用的参比电极主要是甘汞电极和银汞电极和银-氯化银参比电极。氯化银参比电极。1、甘汞电极、甘汞电极 甘甘 汞汞 电电 极极 结结 构构 图图甘汞电极的电极反应及电极电位甘汞电极的电极反应及电极电位甘汞电极甘汞电极 电极反应电极反应：HgHg2 2ClCl2 2+2e-2Hg+2Cl+2e-2Hg+2Cl半电池的表
9、示半电池的表示：HgHg，HgHg2 2ClCl2 2（固）（固）KClKCl电极电位电极电位：（：（2525）甘汞电极的电极电位决定于电极内参比溶液中的甘汞电极的电极电位决定于电极内参比溶液中的Cl-，当，当Cl-一定，甘汞电极的电极电位恒定。一定，甘汞电极的电极电位恒定。25时甘汞电极的电极电位（对时甘汞电极的电极电位（对SHE）在其他温度下使用时，应对其电极电位进行校正。饱和甘汞电极（SCE）校正公式为：E=0.24387.610-4（t25）（v）名称KCl溶液浓度电极电位E（v）0.1mol/L甘汞电极0.1mol/L+0.3365标准甘汞电极 (NCE)1.0 mol/L+0.28
10、28饱和甘汞电极 （SCE）饱和溶液+0.24382、银、银氯化银电极氯化银电极银丝镀上一层银丝镀上一层AgClAgCl沉淀沉淀,浸在一定浓浸在一定浓度的度的KClKCl溶液中即溶液中即构成了银构成了银-氯化银氯化银电极。电极。银氯化银电极结构图银银氯化银电极的电极反应及电极电位氯化银电极的电极反应及电极电位电极反应：电极反应：AgCl+e-AgCl+e-=Ag+Cl Ag+Cl-半电池符号：半电池符号：AgAg，AgClAgCl（固）（固）KCl KCl 电极电位（电极电位（2525）：）：E EAgCl/AgAgCl/Ag=E E AgCl/AgAgCl/Ag 0.059lg 0.059lgaClCl-AgAgCl电极电位决定于电极表面电极电位决定于电极表面Ag+的活的活度度Ag+大小，在微溶盐大小，在微溶盐AgCl存在下，存在下，Ag+又决定于溶液中又决定于溶液中Cl-的活度的活度Cl-。银银-氯化银电极的电极电位（氯化银电极的电极电位（2525）名称KCl溶液浓度电极电位（V）0.1mol/L Ag-AgCl电极0.1mol/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 标准标准Ag-AgCl电极在温度为电极在温度为t时，电极电位时，电极电位 为为 E=0.2223 6104（t25）（）（v）