2.2电位法

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附录 VIII B 电位滴定和电流滴定 BP(2.2.20)

电流滴定和电位滴定法

(同样适用于EP 2.2.19，2.2.20)

电流滴定法（EP 2.2.19）：

电流滴定法终点是根据两只电极插入到待测溶液测得的电流变化而测定（一支为指示电极，一支为参比电极，或者两支都为指示电极），且连续的电流变化值是滴定剂加入量的函数。

测量电极的电位足够保证有电活性的物质的电流扩散。

装置：

装置包含一个可调节的电压来源和灵敏的微安表，检测系统包含一个指示电极（例如铂电极，滴汞电极，转盘电极和碳电极）和一个参比电极（如甘汞电极，银-氯化银电极）。

有时也使用三电极装置，包含一个指示电极，一个参比电极和一个极化辅助电极。

方法：

按照规定设置指示电极的电压，将电流初始值和滴定中测得的值绘制曲线，作为滴定量的函数。不少于三次连续加入滴定剂，其总量相当于至预定滴定终点的理论体积的80%，三个值必须成一条直线。继续加入滴定剂，不少于三次连续加入，超过预定终点。得到的值必须在一条直线上。两条直线的交叉点代表滴定终点。

对于使用两个指示电极的电流滴定法，记录整个滴定曲线用来判定终点。

电位滴定法(EP 2.2.20):

电位滴定中，滴定终点通过浸入待测液中的两电极间电位的不同来指示，（两电极可以是一个参比电极和一个指示电极，或两个指示电极），电位的变化值是滴定剂加入量的函数。

电位通常在零点电流或者是实际零点电流下测量。

仪器：

使用的仪器（线性电位计或电子装置）为毫伏级的电位计。指示电极的选择取决于待测物质，可以是玻璃或金属电极（例如铂、金、银或汞）。参比电极一般是甘汞或银-氯化银电极。

对于酸碱中和滴定，除非另有规定，都使用玻璃-甘汞或玻璃-银-氯化银复合电极。

电极电位计算参考答案

电极电位计算是电化学中的一个重要概念，用于描述电化学反应中电极的电势差。电极电位计算是在给定条件下，根据电化学反应的方程式和标准电极电位，计算电极的电位值。在这篇文章中，我们将探讨电极电位计算的基本原理和方法。

1. 电极电位的基本原理

电极电位是指电极与溶液中某种参考电极之间的电势差。在电化学反应中，电

极上发生氧化还原反应，导致电荷的转移。这个转移过程会产生电势差，即电

极电位。电极电位的大小可以反映电极上氧化还原反应的强弱程度。

2. 电极电位的计算方法

电极电位的计算方法主要有两种：Nernst方程和标准电极电位法。

2.1 Nernst方程

Nernst方程是描述电极电位与电离度之间关系的方程。对于一个电极上的氧化

还原反应，可以用Nernst方程表示为：

E = E0 - (RT/nF) * ln(Q)

其中，E代表电极电位，E0代表标准电极电位，R代表理想气体常量，T代表

温度，n代表电子转移数，F代表法拉第常数，Q代表反应物的活度积。

通过Nernst方程，我们可以根据反应物的浓度和温度，计算出电极的电位值。2.2 标准电极电位法

标准电极电位法是根据电极与参考电极之间的电势差，来计算电极电位的方法。标准电极电位是指在标准状态下，电极与参考电极之间的电势差。常用的参考

电极是标准氢电极。

通过将待测电极与参考电极连接，利用电位差计算仪器测量两个电极之间的电

势差，再根据参考电极的标准电位，可以计算出待测电极的电位值。

3. 电极电位计算的应用

电极电位计算在电化学研究和工业生产中有着广泛的应用。它可以用于预测电

pH值测定法标准操作规程（2010年中国药典完整版）

pH值测定法标准操作规程

目的：建立pH值测定法标准操作规程，规范pH值测定的检验操作。

范围：适用于pH值测定的检验操作。

责任：质量部理化检验员负责本规程的实施。

内容：

1、操作依据：《中国药典》2010年版二部附录Ⅵ H。

2、简述

2.1 p H值测定法是测定水溶液氢离子活度的一种方法，是药品检查项下采用较多和重要的指标之一。pH值就是水溶液中氢离子活度的负对数。

2.2 原理：电位法测定pH值的基本原理，是基于由水溶液和电极组成的原电池的电动势与pH值的规律，即在25℃时，每当电池的电动势变化0.059V时，pH值就变化一个单位。

3、仪器与装置

3.1 酸度计：主要由pH测量电池（由一对电极及溶液组成）和pH指示器（电位计）两部分组成。

3.2 电极：测定时有两个电极。一个电极作为测定时的比较标准，称为参比电极，它应当有稳定的已知电位；另一个电极的电位随溶液中氢离子浓度改变而变化，称为指示电极。参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等；指示电极有pH玻璃电极、醌-氢醌电极和锑电极等。最常用的电极为饱和甘汞电极和玻璃电极，现已广泛使用将指示电极与参比电极组合一体的复合电极。

4、试液与试剂

4.1 试剂：草酸三氢钾、邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾、无水磷酸氢二钠、硼砂、氢氧化钙。

4.2 标准缓冲溶液

4.2.1 标准缓冲溶液配制方法：标准缓冲液必须用pH值基准试剂

配制。

4.2.1.1 草酸盐标准缓冲液：精密称取在54℃±3℃干燥4～5小时的草酸三氢钾12.71g，加水使溶解并稀释至1000ml。

第二章电化学分析方法选编

k1、k2则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。
玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则k1=k2，a’1 = a’2
0

RT
ln
a 1
膜
外内F a
2
由于内参比溶液中的H+活度(a2)是固定的，则：
0 K ' RT ln a K ' 2.303RT pH
膜
F
1
F
不对称电位a：若a2=a1，玻璃膜所具有的电位。
化学计量点前：Cl-过量
c
c Ag
化学计量点： Cl Ag K 1/2 sp
化学计量点后：Ag+过量
c Cl t
用Cl-电极或Ag+电极指示电位的变化，指示终点
（2）电位滴定终点的确定方法
绘制E-V曲线
AgNO3滴定Cl-
E-V曲线
E
V0
V
Ag+电极指示终点一阶导数
s
F
x
E E F
pH pH s x
x
s 2.303RT
pH 的操作定义
（2）离子活度的测定
E

E0

2.303RT nF
lg
ci
a. 标准曲线法 E
EX
E与lgci成线性关系

第二章电位分析法

高职高专“十一五”规划教材仪器分析
引言：何为电位分析法？
电位分析法
是利用电极电位
与相应离子浓度
的关系测定物质
含量的方法。
化学工业出版社
高职高专“十一五”规划教材仪器分析
主要内容
§2.1 指示电极和参比电极
§2.2 直接电位法 §2.3 电位滴定法 §2.4 永停滴定法简介
化学工业出版社
高职高专“十一五”规划教材仪器分析
化学工业出版社
高职高专“十一五”规划教材仪器分析
（一）玻璃电极
3.性能
（2）不对称电位
理论上φ膜 =0，但实际上φ膜 ≠0
在使用前将玻璃电极放入水中浸泡24小时左右，可以使不对称电位值降至最低。
化学工业出版社
高职高专“十一五”规划教材仪器分析
（一）玻璃电极
3.性能
（3）酸差和碱差
在酸性太强（pH＜1 ）或碱性太强（pH＞ 12）的溶液中,玻璃电极电位值与pH值偏离线性关系。
§2.2
基本原理
直接电位法
玻璃电极
直接电位法
玻璃电极及溶液的 pH测定离子选择性电极的定量方法
溶液pH测定定量条件离子选择性电极的性能测定方法
化学工业出版社
高职高专“十一五”规划教材仪器分析
一、基本原理
由参比电极，待测液，指示电极组成电池；测定这个电池的电动势，再根据其电极电位与待测物质的活（浓）度间的确定的函数关系计算出待测物质的含量。

astm d2930-94 电位滴定法测定马来酐中马来酸含量的标准试验方法

astm d2930-94 电位滴定法测定马来酐中马来酸含量的

标准试验方法

1. 引言

1.1 概述

马来酐是一种广泛应用于化学工业和其他领域的有机化合物，它在制备聚合物、涂料和塑料等方面具有重要作用。因此，准确测定马来酐中马来酸含量对于产品质量控制和工艺改进至关重要。

ASTM D2930-94是一项标准试验方法，旨在通过电位滴定法测定马来酐中马来酸含量。该方法已被广泛应用于实验室和工业生产中，并得到了许多研究人员的认可。

本文将详细介绍ASTM D2930-94标准及其原理，并探讨了在马来酐中测定马来酸含量时所需遵循的步骤。

1.2 文章结构

本文分为五个部分。首先是引言部分，对文章进行整体概述；接下来是正文部分，包括ASTM D2930-94标准介绍、电位滴定法原理以及马来酐中马来酸含量测定步骤；然后是应用与实验结果分析部分，包括样品制备与处理方法、实验步骤

及条件设置以及结果解读与分析；随后是优缺点及改进方法讨论部分，包括电位滴定法的优点分析、局限性讨论以及改进方法的探讨和展望；最后是结论和建议部分，总结实验结果并提出标准试验方法的应用前景和进一步研究建议。

1.3 目的

本文的目的是详细介绍ASTM D2930-94标准中所采用的电位滴定法测定马来酐中马来酸含量的步骤和原理，并通过实验数据和分析结果对该方法进行评估。此外，我们还将讨论该方法存在的优缺点，并提出改进方案，以便在实际应用中更好地利用该标准试验方法。

通过深入研究ASTM D2930-94标准试验方法，我们可以为化学工业提供可靠且精确的测量马来酐中马来酸含量的技术指导，从而促进产品质量控制和工艺改进。

五伏安法

讨论：（1） n，D 取决于被测物质的特性
将607nD1/2定义为扩散电流常数，用 ξ 表示。越大，测定越灵敏。
（2） m，t 取决于毛细管特性 m2/3 t 1/6定义为毛细管特性常数，用κ 表示。则
(id)平均 = ξ ·κ ·c = K ·c
12:24:02
(3) 极谱波类型
根据参加电极反应物质的类型分类：简单金属离子极谱波、配位离子极谱波和有机化合物极谱波。
12:24:03
(1) 判断体系的不可逆程度
利用循环伏安过程中所获得的参数可以判断体系的不可逆程度。如果：
ipa 1 ipc
p

56 n
(mV)
即两峰电流之比越小，峰电位差越大，体系的不可逆程
(2) 分辨率比直流极谱高，峰电位差 40 mV可分辨。
(3) 氧的干扰小。
12:24:03
三、方波极谱分析
1. 原理
充电电流限制了交流极谱灵敏度的提高。将叠加的交流正弦波改为方波，使用特殊的时间开关，利用充电电流随时间很快衰减的特性，在方波出现的后期，记录交流极化电流信号。
峰电流： ip Kn2 AD1/ 2V0 c
12:24:03
Cu2+ ，Pb2+ ，Cd2+ 的溶出伏安图
12:24:03Байду номын сангаас

电位法井间裂缝监测技术在煤层气井压裂中的应用

050地质勘探

DI ZHI KAN TAN

1 引言

目前，我国煤层气开发面积不断扩大，随着研究程度的深入，不同煤体结构压裂后产气效果差距非常大，随着煤矿开采，原压裂排采井在地下也被煤矿开采，研究人员对于压裂影响半径疑问越来越多。

随着煤层气开发向着低渗、低丰度更深的储层进军，储层压裂对于煤层气开发增产起非常重要的作用。压裂工艺随着全国煤层气勘探开发程度的不断深入，现场工程师也认识到压裂工艺的改造对于不同煤体结构要有适合的压裂工艺，且压裂的影响半径也会变化，因此，对于煤层气压裂过程中裂缝的方位，延伸长度能够定性判断成为紧迫。电位法井间监测技术在煤层气压裂中发展较快，在煤层气中也获得较多试验发展，是目前应用比较广泛的人工压裂裂缝测试手段。

为了获取压裂裂缝方位、形态、长度等相关参数，应用电位法、微地震测试方法对CS-01井3﹟煤层压裂裂缝方位进行了监测。

2 电位法压裂裂缝测试原理及成果

2.1 电位法测试原理

电位法井间监测技术是以传导类电法勘探的基本理论为依据，通过注入目的层位高电电离能量的工作液，测量工作也引起电场变化的形态，通过观察电场变化来解释目的层的裂缝方位及延伸长度等相关参数。

压裂施工中所用的压裂液是与地层导电性差距较大的液体，从测井套管供电向地层提供高稳定的电流。施工的压裂液在地层中作为一个场源，由于此场源存在，目的层中的电阻率分布形态发生了明显变化，即压裂液集中地区低阻区，压裂液少地方相对高阻。电阻变化就会导致地面电流密度发生变化，低阻地区电流密度相对较大。在以上原理的基础上，在压裂井的周边环形布置检测点，检测其电位变化情况。在压裂过程中实时监测地面的电位变化情况，从而达到推断裂缝开裂方向及延伸长度等相关参数信息。

控制电位法-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

控制电位法是一种常见的物理和化学实验方法，用于测量、控制和调节物质的电位。在各个领域中，控制电位法被广泛应用于实验研究、工业生产和环境监测等方面。通过控制物质的电位，我们可以实现对化学反应的控制，调节电子传递过程，改变溶液的酸碱性等。因此，控制电位法在化学、材料、生物等领域具有广阔的应用前景和重要意义。

控制电位法的基本原理是通过在电极间施加外加电势，使电极与电解质溶液之间建立电势差，从而控制物质在电极表面的电位。以金属电解质溶液为例，控制电位法可通过改变电解质的成分或施加外加电势，使金属电极的电位达到所需的数值。在这个过程中，通过监测电流和电势的变化，可以对反应过程进行实时监控和调节。

控制电位法在工业中有广泛的应用。例如，在金属加工工业中，控制电位法可以用于表面处理和电镀过程的控制。通过控制电位，可实现金属表面的防腐、增加光泽和改变颜色等处理效果。此外，控制电位法在电化学分析、电池制造和电镀工艺等方面也有着重要的地位。

但是，控制电位法也存在一定的局限性。首先，它对电极和电解质的

性质要求较高，需要精确地控制实验条件。其次，它在复杂的体系中应用较为困难，例如在生物体系中的应用受到限制。此外，控制电位法在工业生产中可能存在一定的环境污染风险，需要合理的操作和废物处理措施。

总结而言，控制电位法作为一种重要的实验和工业方法，具有广泛的应用前景。通过控制物质的电位，我们可以实现对化学反应和电子传递过程的精细控制，进而实现对物质性质的改变。未来，随着科学技术的发展和实验技术的不断创新，控制电位法将继续发挥重要作用，并为相关领域的研究和应用带来新的突破。

2.2-2.3 电位及其方程

2 2 2
In Spherical Coordinates
2 1 1 1 u u u 2 2 u (r , , ) 2 2 2 r 2 sin r sin 2 r r r r sin
(r ) aU / r
思考并验证：Q‐表面电荷密度电位‐表面电荷密度
Dn n
电磁场与电磁波
24
A
E
B A
B
(1E ) dl
B点到A点,电位差＝电场力对单位电荷做的功只与起点和终点位置有关，与路径无关! 类似物体下落！
电磁场与电磁波
3
4. 电位的参考点——测量的参考点！
B A
A
B
E dl
B
B
参考点
E dl
a u r U
u r 0
电磁场与电磁波
ra U
21
解法－2 利用“电位”的物理意义——电场力做的功
(r )

场点r
E dl E r dr
r
设：导体球带电荷为Q
例2. 球面电荷真空中半径为a带电为Q 的导体球, 球内与球外电场?
ห้องสมุดไป่ตู้ 令：
0
5. “点电荷”的电位通常选择无穷远处电位为零。

电位法与电流法指示库仑滴定终点的原理

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电位分析法

化学电池是化学能与电能互相转换的装置．能自发地将化学能转变成电能的装置称为原电池；而需要从外部电源提供电能迫使电流通过，使电池内部发生电极反应的装置称为电解电池。当电池工作时，电流必须在电池内部和外部流通，构成回路。电流是电荷的流动，外部电路是金属导体，移动的是带负电荷的电子。电池内部是电解质溶液，移动的是分别带正、负电荷的离子。为使电流能在整个回路中通过，必须在两个电极的金属／溶液界面处发生有电子跃迁的电极反应，即离子从电极上取得电子，或将电子交给电极。通常将发生氧化反应的电极（离子失去电子）称为阳极，发生还原反应的电极（离子得到电子）称为阴极。
2 电位分析法
Potentiometric analysis
2.1 概述
定义：利用电极电位与浓度的关系测定物质含量的电化学分析法称为电位分析法。电位分析法分为直接电位法和电位滴定法。特点：仪器设备简单，操作简便，价格低廉。现已广泛普及应用。
2.2 电位法基础与pH的测量
2.2.1．电位分析的一些重要概念
ESCE=ε1 -ε2 E外 =ε4 -ε3 ;
;
Biblioteka Baidu
EAg,AgCl =ε6 -ε5 E内 = ε4 - ε5
上述电池电动势： E电=ESCE - E膜 – EAg,AgCl
而其中
E膜=E外- E内 =k + 0.059lgaH

采集速率时间常数液相

1. 引言

在化学和物理实验中，采集速率和时间常数是两个重要的参数。液相实验是一种常见的实验方法，涉及到液体的性质和反应动力学等方面。本文将着重讨论液相实验中的采集速率和时间常数，并探讨它们的定义、测量方法以及在实际应用中的意义。

2. 采集速率的定义与测量方法

2.1 定义

采集速率是指单位时间内物质从系统中被采集或捕获的数量。在液相实验中，可以通过测量溶液中溶质浓度的变化来计算采集速率。

2.2 测量方法

2.2.1 pH计法

pH计法是一种常用的测量采集速率的方法。通过在反应过程中不断监测溶液的pH

值变化，可以间接地计算出溶质浓度随时间变化的速率。

2.2.2 光谱法

光谱法也是一种常见的测量采集速率的方法。通过监测溶液中某些特定波长下吸光度或发射光强的变化，可以计算出溶质浓度随时间变化的速率。

2.2.3 电位法

电位法是一种适用于电化学反应的测量方法。通过在反应过程中不断测量电解池中的电势变化，可以计算出溶质浓度随时间变化的速率。

3. 时间常数的定义与测量方法

3.1 定义

时间常数是指液相系统从初始状态到达平衡状态所需的时间。在液相实验中，时间常数可以反映溶质在溶剂中扩散或反应达到平衡所需的时间。

3.2 测量方法

3.2.1 半衰期法

半衰期法是一种常见的测量时间常数的方法。通过不断观察溶液中溶质浓度减半所需的时间，可以计算出时间常数。

3.2.2 反应速率法

反应速率法是另一种常用的测量时间常数的方法。通过监测反应速率随时间变化的曲线，可以确定系统从初始状态到达平衡状态所需的时间。

卫生化学：电化学分析法

0.1mol/L的NaF混合溶液（F-用来控制膜内表面的电位，Cl-用以固定内参比电极的电位）。
Ag-AgCl电极
内参比液 (NaF+NaCl)
LaF3晶体膜
29
2.1.3 氟离子（F-）选择电极
LaF3的晶格中有空穴，在晶格上的F-可以进入晶格邻近的空穴而导电。
对于一定的晶体膜，空穴的大小、形状和电荷分布，只能容纳一定的可移动离子，而其它离子则不能进入，故膜电极一般都具有较高的离子选择性。
11
1.4 电极电位
电极电位：将一支金属棒插入其金属盐的
电解液中，在金属与溶液界面建立起“双
+ 电层”引起的电位差。 M2+ ne
M
IUPAC规定：任何电极与标准氢电极构成原电池，所测得的电动势作为该电极的电极电位。比标准氢电极的电极电位高的为正，反之为负。
12 12
1.4 电极电位
参比电极(reference electrode)：恒温恒压下，电极电位不随着溶液中被测离子活度而变化，具有基本恒定电位值的电极。
32
2.1.5 其他离子选择性电极
气敏电极：气敏电极端部装有透气膜，气体可通过它进入管内，引起电解液中离子活度的变化，这种变化由复合电极进行检测。气敏电极也被称为：探头、探测器、传感器。
生物电极：生物膜主要是由具有分子识别能力的生物活性物质(如酶、微生物、生物组织、核酸、抗原或抗体等)构成，它具有很高的选择性。

电重量与库仑法

（2）实际分解电压（析出电位）
实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分解电压(D点)。
（3）产生差别的原因
超电位(η)、电解回路的电压降(iR)的存在。则外加电压应为：
E外 = （E阳 + η阳）- （E阴 + η阴） + iR
理论分解电压小于实际分解电压的原因是由于超电位的存在。
3. 恒电流电重量分析
对于一价离子，浓度降低10倍，阴极电位降低0.059 V。
电解时间如何控制？浓度随时间变化关系如何？
(3)电解时间的控制
控制阴极电位电重量分析过程中如何控制电解时间?
电流-时间曲线:
DAt
it i0e V
it i010kt
浓度与时间关系为:
ct c010kt
A：电极面积；D：扩散系数；
3. 电荷量的确定与电流效率
恒电流： Q= i t 恒阴极电位：电流随时间变化时
作图法：
Q

i dt
0
t 0
i010kt
dt
i0 (1 10kt ) 2.303k
当t相当大时，10kt 可忽略，则：
Q i0 2.303k
以lgit 对t 作图，斜率 k，截距lg i0。
电重量分析法：利用电解将被测组分从一定体积溶液中完全沉积在阴极上，通过称量阴极增重的方法来确定溶液中待测离子的浓度，也可实现电解分离。

电位滴定法教程

θ Hg2Cl 2 /Hg
0.05916lg
a Cl
图2 饱和甘汞电极
据25此℃可时知,不,a同Cl-浓改度变K时C,l溶液对应H的g随2甘C之l汞2 /H改电g变极。的电极电位分别为：
表1 不同浓度KCl溶液对应的甘汞电极的电极电位
KCl浓度
0.1
（mol/L）
1.0
饱和
电极电位（V）
0.3356
围内每次滴加体积控制在0.1mL。
记录每次滴定时的滴定剂体积用量（V）和相应的电动势数值（E），作图得到滴定曲线。
2.4电位滴定终点确定方法
2.4.1E-V曲线法：图（8）
用加入滴定剂的体积V作横坐标，电动势读数E作纵坐标，绘制E-V曲线，曲线上的转折点即为滴定终点。简单，准确性稍差。如突跃不明显，采用下列方法。
电位滴定
在化学电池中滴加能与待测物质发生定量反应的标准溶液, 测量滴定过程中的电极电位或电池电动势, 根据计量点附近电极电位或电池电动势的突跃以确定终点的方法, 称为电位滴定。
1.2指示电极和参比电极
1.2.1指示电极
指示电极: 在化学电池中能用以反映待测离子活度,发生所需电化学反应或响应激发讯号的电极。
电位滴定法
周玲
▪ １电位分析法 ▪ ２电位滴定 ▪ ３pH计
目录
1电位分析法