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第十章 电位法及永停滴定法

第十章 电位法及永停滴定法. 第一节 电分析化学概述 1 、电分析化学法： 应用电化学原理进行物质成分分析的方法。. 电化学分析法的分类： 1 、 电位法： 直接电位法、电位滴定法 2 、电解法： 电重量法、库仑法、库仑滴定法 3 、电导法： 电导分析法、电导滴定法 4 、伏安法： 极谱法、溶出法、电流滴定法 （包括 永停滴定法 ）. 3 、电分析化学法特点 特点： 1 、设备简单，易于微型 化；操作方便，方法多，应 用广。

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第十章 电位法及永停滴定法

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Presentation Transcript

  1. 第十章 电位法及永停滴定法 第一节 电分析化学概述 1、电分析化学法： 应用电化学原理进行物质成分分析的方法。

  2. 电化学分析法的分类： 1、电位法：直接电位法、电位滴定法 2、电解法：电重量法、库仑法、库仑滴定法 3、电导法：电导分析法、电导滴定法 4、伏安法：极谱法、溶出法、电流滴定法 （包括永停滴定法）

  3. 3、电分析化学法特点 特点：1、设备简单，易于微型 化；操作方便，方法多，应 用广。 2、便于自动化 3、也有较好的灵敏度、 准确性与重现性。

  4. 第二节 电位法的基本原理 电位法：根据测量电极电位 （实为电池电动势）， 以确定待测物含量 的分析方法。 包括：直接电位法、电位滴 定法

  5. 一、电化学电池 1、 相界电位 金属与溶液相接触 的相界面，带电质点迁移产生双电层。 Zn ZnSO4

  6. 金属电极电位 • 金属晶体是由金属原子、金属离子和自由电子组成 • 金属溶解（水化作用） • 金属沉积

  7. 2、液体接界电位(液接电位) 组成不同(或仅浓度不同)的溶液之间的接触界面两边存在的电位。 这是由于离子通过相界面时扩散速率不同而形成的，故又称扩散电位。

  8. 液接电位示意图 隔膜 - + - + - + Ag+扩散慢 - + - + NO-3扩散快 - + 0.01mol/LAgNO3 0.1mol/LAgNO3 稀 浓

  9. 隔膜 - + H+迁移快 - + - + - + - + Ag+迁移慢 - + 0.1mol/LHNO3 0.1mol/LAgNO3

  10. 消除液接电位的常用方法 是使用高浓度的饱和KCl(或NH4Cl)盐桥

  11. 3、化学电池 化学电池是一种电化学反应器 两个电极 a、化学电池的组成 电解液

  12. b、化学电池的分类 电解池 将电能转换为 化学能的装置 化 学 电 池 将化学能转换 为电能的装置 原电池

  13. Daniell 电池 A (+) (-) KCl Zn Cu Cu2+ Zn2+ (1mol/L) (1mol/L) 图10-1 铜-锌原电池示意图

  14. 原电池： Zn - 2e Zn2+ 氧化反应（阳极） 电子流出端（负极） Cu2+ + 2e Cu 还原反应（阴极） 电子流入端（正极）

  15. 精铜板 粗铜板 阴极 阳极 CuSO4

  16. 电解池： 阴极： Cu2+ + 2e Cu 发生还原反应 阳极：Cu - 2e Cu2+ 发生氧化反应

  17. 4、化学电池的装置： 化学电池装置 无液体接界电池 有液体接界电池

  18. 无液体接界电池： 两个电极浸在同一种电解质溶液中，没有液接界面。例上电解池

  19. 精铜板 粗铜板 阴极 阳极 CuSO4

  20. 有液接界电池 A 盐桥 (+) (-) KCl Zn Cu Cu2+ Zn2+ (1mol/L) (1mol/L) 图10-1 铜-锌原电池示意图

  21. 消除液接电位的常用方法 使用高浓度的饱和KCl(或NH4Cl)盐桥

  22. Cu Zn 半透膜 1mol/L CuSO4 ZnSO4 (-)Zn Zn2+(1mol/L) Cu2+(1mol/L) Cu(+)

  23. 5、电池电动势

  24. 电极电位：用能斯特方程表示（可逆 电极）

  25. Daniell 电池 A 盐桥 (+) (-) KCl Zn Cu Cu2+ Zn2+ (1mol/L) (1mol/L) 图10-1 铜-锌原电池示意图

  26. Daniell 电池

  27. 二、指示电极与参比电极 指示电极： 电极的电位随溶液中待测离子活度（或浓度）的变化而变化。

  28. 参比电极： 电极的电位不受溶液组成变化的影响，其电极电位基本固定不变。

  29. 参比电极(+) 待测电极( ) 电极电位的测量： Pt 1mol/L H+

  30. （一）、指示电极 1、金属-金属离子电极 只有一个界面，称一类电极 如：Ag+ Ag电极

  31. 电极反应：Ag+ + e Ag 电极电位： 或

  32. 2、金属-金属难溶盐电极 有两个相界面，称第二类电极。 如：Ag-AgCl电极： 或Ag AgCl Cl-

  33. 电极反应： AgCl+ e Ag + Cl- 电极电位： 或

  34. 3 、惰性金属电极 称零类电极或氧化还原电极 如：Pt Fe3+,Fe2+

  35. 电极反应： Fe3+ + e Fe2+ 电极电位： 或

  36. 4、膜电极 以固体膜或液体膜为传感体，用以指示溶液中某种离子浓度的电极统称为膜电极。 例：pH玻璃电极

  37. 指示电极的基本要求： （1）电极电位与被测离子浓度的关系符合Nernst方程式 （2）响应速度快，重现性好。 （3）结构简单，使用方便。

  38. （二）参比电极 一级参比电极： 标准氢电极（standard hydrogen electrode, SHE)

  39. 常用的参比电极是： 1、 饱和甘汞电极 2、Ag-AgCl电极 均属于金属-金属难溶盐电极

  40. 1、饱和甘汞电极（saturated calomal electrode , SCE) Hg Hg2Cl2 KCl溶液 电极反应： Hg2Cl2 + 2e 2Hg + 2Cl-

  41. 1、电极引线 2、玻璃管 3、汞 4、汞-甘汞糊 5、玻璃外套管 6、石棉或纸浆 7、饱和KCl溶液 8、素烧瓷片 9、小橡皮塞 图10-2 饱和甘汞电极

  42. 25oC电极电位： 或：

  43. 25oC时 KCl浓度 0.1mol/L 0.3337伏 1mol/L 0.2801伏 饱和 0.2412伏 温度不同按下式估算

  44. 2、银-氯化银电极 Ag AgCl KCl

  45. 银-氯化银 饱和氯化钾溶液 玻璃管 素烧瓷芯 图10-3 银-氯化银电极

  46. 电极反应： AgCl+ e Ag + Cl- 电极电位： 或

  47. 25oC时 KCl浓度 0.1mol/L 0.288伏 1mol/L 0.222伏 饱和 0.199伏

  48. 参比电极的基本要求： （1）电极电位稳定，可逆性好。 （2）重现性好。 （3）装置简单，使用方便，寿命长。

  49. 三、可逆电极和可逆电池 可逆电极：电极的反应是可逆 的，且反应速度快 不可逆电极：电极的反应是不 可逆的，且反应速 度慢 只有可逆电极的电位才符合Nernst方程。

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