电位分析原理与离子选择电极电位与电导分析法

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药物分析中的电分析化学方法

药物分析中的电分析化学方法

药物分析中的电分析化学方法药物分析是指通过物理、化学及其它方法对药物进行定量和鉴别分析的过程。

其中,电分析化学方法在药物分析领域起着重要的角色。

本文将详细介绍药物分析中常用的电分析化学方法,并探讨其在药物研究与分析中的应用。

一、电分析化学方法的基本原理电分析化学方法是利用电化学技术与分析化学原理相结合的一种分析方法。

电分析化学方法包括电位法、电流法和电导法等。

1. 电位法电位法是基于电极之间的电势差进行药物分析的方法,常用的电位法有电位滴定法、电位滴定曲线法和极谱法等。

电位法适用于药物与氧化还原反应有关的分析,可用于药物含量测定、药物质量控制等方面。

2. 电流法电流法是通过测量药物溶液在电场中的电流变化进行分析的方法,常用的电流法有极谱法、电化学检测法和电解滴定法等。

电流法适用于药物的氧化还原性质分析,可以进行药物的稳定性研究、药物残留检测等。

3. 电导法电导法是利用药物溶液电导率与其浓度成正比关系进行分析的方法,常用的电导法有直接测定法和间接测定法。

电导法适用于药物溶液的浓度测定、纯度检测等方面。

二、药物分析中的电分析化学方法应用案例以下为几个药物分析中常见的案例,展示了电分析化学方法的应用。

1. 药物含量测定电位滴定法是药物含量测定中常用的方法之一。

以某药物A为例,通过将药物A溶解于适量溶剂中,用标准溶液滴定至药物溶液与指示剂颜色变化终点相一致,从而计算得到药物A的含量。

2. 药物残留检测电化学检测法可用于药物残留的检测。

以某药物B为例,将其溶解于适当的电解质中,经过电化学反应后,测定药物B产生的电流强度,从而判断药物B的残留情况。

3. 纯度检测电导法可用于药物纯度的检测。

以某药物C为例,将其溶解于适量的电解质溶液中,通过测定药物C溶液的电导率,从而判断药物C的纯度。

三、电分析化学方法的优势与挑战电分析化学方法在药物分析中具有以下优势:1. 灵敏度高:电分析化学方法具有较高的检测灵敏度,可以检测到药物的微量成分。

第十一章__电位分析和电导分析

第十一章__电位分析和电导分析



内Θ

2.303RT F
log
a( H ,内 ) a'( H ,内 )
膜 外 内
膜 2 .3 0 F 3 R T lo g a a ( ( H H ,,内 试 ) ) K 2 .3 0 F 3 R T lo g a (H ,试 )
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Es = Ks + 0.0591pHs
⑶测定未知溶液的电动势
(1)
Ex = Kx + 0.0591pHx (2)
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由于测量条件基本相同,所以: Ks = Kx
(2) - (1)得:
Ex - Es = 0.0591(pH x -pH s )
pH x

pHs

Ex - Es 0.0591
:电导率,指两个相距1cm、面积为1cm2
的平行电极间电解质溶液的电导
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电导的测量装置包括电导池和电导仪。 电导池:由两个电导电极构成。电导电极一般由两片
平行的铂片制成,铂片的形状面积及两片间 的距离可以根据不同要求进行设计。
电导仪:主要由电源、测量电路和显示器三部分组
1)准确度高于一般的滴定分析方法。
与经典的滴定分析相比,由于终点的判断采用的 是电信号而非指示剂,因而大大提高了滴定的精确 度。这种方法特别是用于指示剂无法判断终点的滴 定分析。
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总目录
2)特别适用于混浊、有色、无适合指示剂的溶液 中待测物质的测定。

第一部分电位分析法复习

第一部分电位分析法复习

所需要的时间。
1.与待测离子到达电极表面的速率有关
2.与待测离子的活度有关
3.与介质的离子强度有关
4.共存离子为干扰离子时,对响应时间有影响。
5.与电极膜的弧度、光洁度有关
指示电极
直接电位法: 标准曲线法 标准加入法
参比电极
本章小结
酸度计
分析仪器
分 析 对 象
2.303RT 能斯特方程 E E0 nF lg ai
定量分析方法
电位滴定法
E~lgC
cx c(10E / s 1)1
(V0+Vs)10E/S = k(cxV0+csVs)
一、什么是电化学分析法?
当T=298 K时,
Δ E=0.2568/n·Δ c/c×100
(mv)

Δ c/c×100 = n/0.2568·Δ E ≈ 4nΔ E
讨论:当Δ E=±1mv时,一价离子,Δ c/c×100≈±4%;二 价离子,Δ c/c×100≈±8%;三价离子Δ c/c×100≈±12%
故电位分析多用于测定低价离子。
2)Ki,j的用途
选择性系数可以判断电极选择性的好坏,粗略估计干扰
离子对测定所带来的误差。根据Ki,j的定义:
相对误差==((aaii测+K-ia,ij)a/jn(i/naji-)ai1)0/0a%i =Ki,jajni/nj/ai 100%

100%
例题:
例1:用Na玻璃膜电极(KNa+,K+= 0.001)测定pNa=3的试液 时,如试液中含有pK=2的钾离子,则产生的误差是多少?
(3)加入掩蔽剂
(4) 分离
4、溶液的 pH
加入缓冲溶液(调节溶液的pH值消除干扰)

第十章电位分析

第十章电位分析
电池可表示为: (-) Ag│AgCl(s)│HCl(0.1M)│玻璃膜│
玻璃电极
待测液┇┇KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg (+) 甘汞电极
25℃,电池电动势ECell为: ECell = SCE- 玻 = SCE – ( AgCl/Ag+ 膜)
在测定条件下, SCE及 AgCl/Ag,可视为常数,合并 为K,于是上式写为:

实际 位电 Ox/极 Red电 为纵
坐标,则得到一 ,条 其直 斜S线 率 RT,当aOx 1时, nF aRed
截距 Ox/Red O x/Red。
三、实验中电极性质和名称
1. 指示电极和工作电极
在零电流条件下,能反映溶液中待测离子的活度或 浓度的电极,在测试过程中,溶液主体浓度不发生变化 的电极称为指示电极。
玻璃膜内、外表面的性质基本相同,则k1=k2 , a’1 = a’2
膜 = 外 - 内 = 0.059 lg( a1 / a2)
由式可知,如果a1= a2 ,则理论上膜=0,但实际上 膜≠0,此时的电位称为不对称电位不对称。
产生的原因: 玻璃膜内、外表面含钠量、表面张力及 机械 和化学损伤的细微差异所引起的(玻璃膜内、外表面 的性质不完全相同)。长时间浸泡后恒定(1~30mV)。
水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩 散至干玻璃层,干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离 子,离子的相对移动产生扩散电位。 两者之和构成膜电位。
放入待测溶液,玻璃膜两侧电解质的浓度或组成不同, 因此在膜与溶液的界面上,离子选择性和强制性的扩散,膜 两边交换、扩散离子数目不同,破坏电荷分布的均匀性,形 成双电层,在膜的两侧产生两个相界电位: 外、内,产生 电位差 。

第4章 电位分析法

第4章 电位分析法

4. 影响测定的因素
温度 电动势测量 电动势测量误差(△E)与测定结果的相对误差 (△C/C)有如下关系: △C/C×100% = 4n△E (△E用mV表示) 干扰离子 干扰离子给测定带来误差, 使响应时间增加 溶液的 pH值 被测离子的浓度 线性范围为10-1~10-6mol/L 响应时间
电位滴定法(了解)
电位滴定特点:电位滴定的基本原理与普通容量分 析相同,其区别在于确定终点的方法不同,具有 下述特点: (l)准确度较电位法高,与普通容量分析一样,测 定的相对误差可低至0.2%; (2) 能用于难以用指示剂判断终点的浑浊或有色溶 液的滴定;
(3)用于非水溶液的滴定。某些有机物的滴定需在 非水溶液中进行,一般缺乏合适的指示剂,可采 用电位滴定;
如:一次性标准加入法***
要求:△E的数值以30~40mV为宜; 通常控制Vs为Vx的百分之几左右。 特点: a. 减少因活度系数引起的误差; b. 适用于组分较复杂及份数不多的试样分析; c. 仅需要一种标准溶液,操作简单, 快速。
例题4:
用钙离子选择性电极和饱和甘汞电
极置于100mLCa2+ 试液中,测得电动势
(3)电化学分析方法的特点
分析速度快 选择性好:对组成复杂的试样不需分离直 接测定。 灵敏度高:10-11 mol/L,微量、痕量组分的 测定。 所需试样的量少,适用于进行微量操作。 易于自动化
其 他
①化学测量的是元素或化合物的某一种价态,如溶 液中Ce(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)各自含量 ②电化学仪器相对便宜,如pH计800RMB, 最贵的 电化学仪器$25,000,商用一般用$4,000~$5,000 ③电化学方法测定的是待测物的活度(α)而不是浓度, 如生理研究中,关心的是Ca2+、K+活度而不是浓 度,植物对各种金属离子吸收与活度有关。

电位分析法的基本原理

电位分析法的基本原理

电位分析仪的基本原理电位分析法是电化学分析法的一种。

电化学分析法是仪器分析法的一个重要组成部分.它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,通过在电位、电导、电流和电量竿电学量与被测物质的某些量之间建止计量关系,对被测组分进行定性和定量的仪器分析方法。

1.电化学分析法的分类电化学分析法—般可以分为以F二类。

第一炎是根据试液的浓度在特定实验条件下与化学电池中的某一心参数之间的义系求得分析结果的方法。

这是电化学分析法的主要类型。

电导分析法、库仑分析法、电位分析法、伏文法和极诺分析法等均属于这种类型。

第二类是利用电参数的突变来指示容量分析终点的方法。

这类力法仍以容量分析为基础,根据所用标准溶液的浓度和消耗的体积求出分析结果。

这类方法根据所测定的电参数的不同.分为电才滴定法、电位滴定法和电流摘定法。

第二类是电重量法,或称电解分析法。

这类方法通过在试液中通人直流电流,位被测组分在电极JI:还原沉积祈比,与共存组分分离,然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。

2.电化学分析法的特点电化学分析法的灵敏度和准确度都很高,适用面也很广泛。

由于征测定过程中得到的是IU学信号,因而易于实现自动化和连续分析。

电化学分析法齐化学研究中也具有十分重要的作用,现已广泛应用于电化学基础理论、有机化学、药物化学、生物化学、临床化学等许多领域的研究中。

总之,屯化学分析法对成分分析(定性教定量分析)、生产过程控制和科学研究等许多方面部且花很重要的意义。

3.电位分析法的特点电伦分析法是电化学分析法的一个重要分支,它的实质是通过在罕电流条件下测定两电极间的电伦差(即所构成原电他的电动势)进行分析测定。

电位分析法包括直接电位法和电位滴定法,本章将对这两种方法进行详细介绍。

电位分析法具有如下特点(1)设备简单、操作方便tr即可,操作起来也非常方便至三二旦坚29鱼LJl—(2)方法多、应用范围广直接电位法中可采用标准曲线法、一次标准加入法和格氏作图法等进行测定;电位滴定法也可根据灾际情况灵活选择滴定方式和滴定剂。

电位分析及离子选择性电极分析法

电位分析及离子选择性电极分析法
12.1 概述
第十二章
12.2 离子选择性电极 与膜电位
电位分析及离子选 12.3 离子选择性电极的
择性电极分析法
主要性能参数
12.4 离子选择性电极
的分析仪器
12.5 电位分析及离子
选择性电极分析
方法与应用
电位分析及离子
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选择性电极分析

1
12-1 概述
一、电位分析法 1.定义 利用电极的电极电位与待测试液中某种 离子的活度(或浓度)之间的关系,确定出 待测组分含量的电化学分析方法。
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电位分
析及离
子选择
性电极
分析法
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H+ + N电a位G分 I(固)
析及离
子选择
性电极
分析法
11
Na+ + HGI(固) (水合硅胶)
(4)玻璃膜电位的形成 玻璃电极在水溶液中浸泡,形成一个三
层结构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅 胶层。
玻璃膜电位的产生是H+在玻璃内、外溶液和水化层 电位分
界间没有发生电子交换过程。表现为离子在 相界上的扩散。
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电位分
析及离
ห้องสมุดไป่ตู้
子选择
性电极
分析法
6
离子选择性电极(又称“膜电极”)组成: ★薄膜(敏感膜或传感膜)
—对特定离子有选择性响应。 ★内参比溶液
—含有与待测离子相同的离子 ★内参比电极
—Ag/AgCl电极。
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电位分
析及离
子选择
ln
α2 α 2

k2

电位分析法和电导分析法

电位分析法和电导分析法
内参比液:0.1mol/L HCl
膜:软质球状玻璃膜含Na2O、 CaO和SiO2,厚度小于0.1mm,对 H+选择性响应。
21.12.2020 23:29 谢 协 忠 制作
9
续前
(2) 工作原理
pH玻璃电极对氢离子选择性响应,
主要取决于膜玻璃:—Si(Ⅳ)—O—Si(Ⅳ)—
外表面与试液间形成相界电势φ外 内表面与内参比溶液间也形成相界电势φ内
φ膜=φ外-φ内
21.12.2020 23:29 谢 协 忠 制作
12
续前
外=k1
RT F
ln
a(H+,外) a(H+,外)
内=k2
RT F
ln
a(H+,内) a(H+,内)
溶液中 胶层中
a(H +,外 )=a(H +,内 ) 且 k1=k2
θ 0 .0 5 9 lg a A g +θ ' 0 .0 5 9 lg c A g +
2.金属-金属难溶盐电极: 应用:测定阴离子 例:Ag︱AgCl︱Cl- AgCl +e- Ag+Cl-
θ 0 .0 5 9 l g a C l - θ ' 0 .0 5 9 l g c C l -
21.12.2020 23:29 谢 协 忠 制作
21.12.2020 23:29 谢 协 忠 制作
25
续前
讨论: a.离子选择性电极有利于低浓度溶液的测定
浓度测定的相对误差,决定于电位测定的 绝对误差
在电位测量范围内精度相同→浓度相对误 差也相同 b.离子选择性电极有利于低价离子的检测
c.线性范围一般为10-1~ 10-5 moL/L 或 10-1~ 10-6moL/L

电位与电导分析

电位与电导分析

酶催化反应:
CO(NH2 )2 + H2O ──→ 2NH3 + CO2
葡萄糖氧化酶 尿酶
氨电极检测
葡萄糖 + O2 + H2O ────→ 葡萄糖酸 + H2 O2
氧电极检测
R-CHNH2 COO+O2 +H2 O ────→
氨基酸氧化酶
R-COCOO- +NH4+ +H2 O2
氨基酸通过以上反应后检测,或进一步氧化放出CO2 , 用气敏电极检测。
具有较高的选择性,需要在pH5~7之间使用,pH高时,
溶液中的OH-与氟化镧晶体膜中的F-交换,pH较低时,溶液 中的F -生成HF或HF2 - 。
15:35:39
2.玻璃膜(非晶体膜)电极
非晶体膜电极,玻璃膜的组成不同可 制成对不同阳离子响应的玻璃电极。
H+响应的玻璃膜电极:敏感膜厚度 约为0.05mm。
(1) 流动载体膜电极(液膜电极)的机理与玻璃膜电极相似; (2) 离子载体(有机离子交换剂)被限制在有机相内,但可在相内自由移动, 与试样中待测离子发生交换产生膜电位; (3) 具有R-S-CH2COO-结构的液体离子交换剂,由于含有硫和羧基,可与重金 属离子生成五元内环配合物,对Cu2+、Pd2+等具有良好的选择性; (4) 采用带有正电荷的有机液体离子交换剂,如邻菲罗啉与二价铁所生成的带 正电荷的配合物,可与阴离子ClO4-,NO3-等生成缔合物,可制备对阴离子有选 择性的电极; (5) 中性载体(有机大分子)液膜电极,中空结构,仅与适当离子配合,高选择 性,如颉氨霉素(36个环的环状缩酚酞)对钾离子有很高选择性, KK,Na=3.1×10-3; (6) 冠醚化合物也可用作为中性载体。

分析化学中的电化学分析方法

分析化学中的电化学分析方法

分析化学中的电化学分析方法电化学分析方法是分析化学中一种重要的分析手段,通过利用物质在液体中的电化学行为来进行分析。

电化学分析方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点,被广泛应用于环境、生物、医药、冶金等领域的分析。

本文将对电化学分析方法进行详细分析和阐述。

第一部分:电化学分析的基本原理在分析化学中,电化学分析是通过对待测物质在电极上的电化学过程进行监测和分析,从中获得有关物质的信息。

这些电化学过程包括电极上的氧化还原反应、电解过程、离子迁移和电流传递等等。

通过测量电极上的电位和电流变化,可以推断出待测物质的浓度、含量、活性等指标。

第二部分:电化学分析的分类根据电化学分析方法的不同原理和方法,可以将其分为以下几种主要类型:1. 电位滴定法:通过测量电解池中电位的变化,推算出待测物质的浓度。

这种方法适用于分析溶液中的阳离子和阴离子。

2. 电导法:测量溶液中的电导率,通过与标准溶液进行比较,计算出待测物质的浓度。

电导法适用于分析电解质溶液中的阴离子和阳离子。

3. 极谱法:通过测量电位和电流之间的关系,分析溶液中的物质。

根据极谱曲线,可以推测出待测物质的浓度和电化学行为。

4. 安培法:根据电流与浓度之间的线性关系,通过测量电解池中的电流变化,推算出待测物质的浓度。

第三部分:电化学分析的应用领域由于电化学分析方法具有操作简单、结果准确、灵敏度高等特点,因此在多个领域得到了广泛应用。

以下是几个典型的应用领域:1. 环境分析:电化学分析方法可以用于监测污染物质在环境中的浓度和分布情况,从而评估环境质量并制定治理措施。

2. 生物医学:通过对生物体内某些物质的电化学行为进行分析,可以探测疾病的存在及其程度,提供医学诊断和治疗方案。

3. 电镀工业:电化学分析方法可以对电镀液中的金属离子浓度进行监测和调整,保证电镀工艺的稳定性和质量。

第四部分:电化学分析方法的优缺点电化学分析方法具有以下优点:1. 灵敏度高:电化学分析可以对微量物质进行准确定量分析。

第12章 电化学分析法(1)

第12章 电化学分析法(1)
21:25:26 5
二、电化学分析法的类别
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐,可分为三类: (1)不涉及双电层,也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层,但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。 习惯分类方法(按测量的电化学参数分类): (1)电导分析法:测量电导值; (2)电位分析法:测量电动势; (3)电解(电重量)分析法:测量电解过程电极上析出物重量; (4)库仑分析法:测量电解过程中的电量; (5)伏安分析:测量电流与电位变化曲线; (6)极谱分析:使用滴汞电极时的伏安分析。
21:25:26
10
02 化学电池与电极电位 一、化学电池
chemical cell
电极:将金属放入对应的溶液后所组成的系统。 化学电池:由两支电极构成的系统;化学能与电能的转换装置; 电化学分析法中涉及到两类化学电池:
原电池:自发地将化学能转变成电能;
电解电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。 电池工作时,电流必须在电池内部和外部流过,构成回路。 溶液中的电流:正、负离子的移动。
恒定1-2mV。
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四、电极与电极分类
electrode and classification of electrodes
1.参比电极 标准氢电极 基准,电位值为零(任何温度)。 甘汞电极
0.1mol/L 甘汞电极 标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828 饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
21:25:26 11

电位分析1

电位分析1
electrode and classification of electrodes
1.参比电极 标准氢电极
基准,电位值为零(任何温度)。
甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号:Hg,Hg2Cl2(固)KCl
银-氯化银电极
电极反应:AgCl + e- == Ag + Cl半电池符号:Ag,AgCl(固)KCl
第十三章 电位分析法 (1)
potentiometry
电化学分析概论
电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化
及转化过程中有关规律的科学。
电解
电能
电池
化学能
一、化学电池
chemical cell
电极:将金属放入对应的溶液后所组成 的系统。
化学电池:由两支电极构成的系统;化 学能与电能的转换装置; 原电池:自发地将化学能转变成电能; 电解电池:由外电源提供电能,使电流 通过电极,在电极上发生电极反应的装 置。 溶液中的电流:正、负离子的移动。
• 一、电位分析原理
• principle of potentiometry analysis
• 二、离子选择性电极的种类、原理和结构
• type, principle and structure of ion selective electrode
• 三、离子选择电极的特性
• specific property of ion selective electrode
为何电极电势有正、负 二级标准电极——甘汞电极
电池电动势的计算
标准氢电极
Pt | H2 (p$ ) | H (aH 1)
规定

2024版第08章电分析化学导论

2024版第08章电分析化学导论
生物医学应用
生物组织和体液中的电解质成分与生理状态密切相关。通过 测量生物样本的电导率,可获取有关生物体内部环境的信息。 例如,在临床上可利用血液电导率的测量来辅助诊断某些疾 病。
极谱分析法与伏安分
05
析法
极谱分析法基本原理及操作
基本原理
极谱分析是一种基于电解过程中电极电位与电流关系的 分析方法。在极谱分析中,待测物质在滴汞电极上发生 还原反应,产生极谱电流,通过测量电流与电位的关系, 可以确定待测物质的浓度。
伏安分析法应用举例
伏安分析法可用于测定无机物、有机物和生物样品等物 质的含量。例如,在药物分析中,可以利用伏安分析法 测定药物中的有效成分含量;在生物分析中,可以利用 伏安分析法测定生物样品中的代谢物含量。
现代电分析化学技术
06
进展
生物传感器在电分析中应用
01
生物传感器基本原理
利用生物活性物质(如酶、抗体、细胞等)与待测物质之间的特异性相
互作用,将生物化学反应转化为可测量的电信号。
02
生物传感器在电分析中的应用实例
如葡萄糖生物传感器用于糖尿病患者ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ血糖监测,乳酸生物传感器用于
运动医学中的乳酸测定等。
03
生物传感器的发展趋势
提高选择性、灵敏度和稳定性,实现多组分同时测定和在线实时监测。
微流控芯片技术在电分析中应用
微流控芯片技术基本原理
要点二
库仑分析法应用举例
环境水样中重金属离子的测定、食品中添加剂的测定等。
电导分析法
04
电导率测量原理及方法
电导率定义
01
电导率是物质导电能力的量度,其大小与物质中载流子的浓度
和迁移率有关。
测量原理

电位分析1

电位分析1

1.玻璃膜(非晶体膜)电极
非晶体膜电极:采用不同组成的玻璃膜可制成对不同阳离子 响应的玻璃电极。
H+响应的玻璃膜电极(pH计):敏感膜厚度约为0.05mm。
化学组成:SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成。
pH计使用:玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡。水浸
泡后,表面的Na+与水中的H+ 交换, 表面形成水合硅胶层 。
膜电位
Donnan电位:渗透膜具有阻止一种或多种离子从 一个液相向另外一个液相扩散,当用这种膜将两 种溶液隔开时,就会造成两相界面上电荷分布不 均匀,形成双电层,产生电位差,即为Donnan电 位。 特点:强制性、选择性
膜电位
EM E试 - E内
(1) (2) (3)
RT M n+ ,内 E内=k2 + ln ' nF M n+ ,内
流动载体膜电极(液膜电极)的讨论
(4) 采用带有正电荷的有机液体离子交换剂,如邻菲罗啉与
二价铁所生成的带正电荷的配合物,可与阴离子ClO4-,NO3等生成缔合物,可制备对阴离子有选择性的电极;
(5) 中性载体(有机大分子)液膜电极,中空结构,仅与适当
离子配合,高选择性,如缬氨霉素(36个环的环状缩酚酞)
一、电位分析原理
principle of potentiometry analysis 电位分析法:在通过电池的电流为零的条件下测定电池的 电动势或电极电位,从而利用电极电位与浓度的关系来测 定物质浓度的方法。 指示电极或工作电极:一般将电极电位与被测离子活度 变化相关的电极称为指示电极。 参比电极:在测定过程中其电极电位保持恒定不变的 电极。 E电池=E+-E-
刚性基质电极(rigid matrix electrodes)

电位分析法

电位分析法

第六章电位分析法§6-1电化学分析法基础一、定义:利用物质在溶液中的电学或电化学性质来进行分析的方法,称为电化学分析法。

通常使待测液构成一个化学电池来测定。

二、分类常见的分类法有:(一)按测试方法不同分类(即溶液电学物理量与化学量之间内在联系的不同)1.利用溶液浓度与电化学参数之间的关系分类电极电位——电位分析法电阻——电导分析法电量——库仑分析法电流—电压曲线——伏安分析法(极谱分析法)2.以上述物理量的突变作为滴定分析的终点指示的分析法——电容量法3.溶液中待测组分通过电极反应转化为固体,然后通过称量固体的重量来测定含量——电重量法(二)根据所测量的电化学参数的不同分类1.电位分析法——零电流下测定电动势进行分析;2.电导分析法3.库仑分析法4.伏安分析法三、电极电位和电动势1.电池化学电池:化学能和电能相互转化的装置原电池:自发地将其内部的化学反应所产生的能量转化为电能的化学电池。

电解池:电化学反应的能量由外电源供给的化学电池①原电池的组成及产生电流的原理②原电池的表示方法IUPAC规定:ⅰ)用“‖”代表盐桥;ⅱ)负极写左,正极写右;ⅲ)用“∣”表示相界面;ⅳ)标明物态(S、l、g)和组成(浓度T、压力P)。

按上述规定Cu-Zn电池可表示为Zn(s) ∣ ZnSO4(а1)‖‖CuSO4(а2) ∣Cu(s)2.电极电位(1)电极电位:极板和溶液之间的电位差(用Ψ正或Ψ负表示)(2)标准电极电位:组成电极的氧化态(Ox)和还原态(Red)的活度均为1时的电极电位(用Ψo表示)3.电动势:当电池没有电流通过时两极之间的电位差(用E表示,E=Ψ正-Ψ负)4.能斯特公式——电极电位与被测离子活度的关系对于电极反应Ox + ne→Red,其电极电位符合公式nesnet公式,即:Ψ= Ψ0Ox/Red + RT/nFln(αOx/αRed),式中Ψ0Ox/Red——标准电极电位 R——气体常数n——电子转移数 T——绝对温度F——法拉第常数αOx——氧化态活度αRed——还原态活度5.电极的种类电极按它在电化学分析中的作用不同可分为(1)指示电极:反映待测离子活度的电极,例如:pH电极(2)参比电极:P,T恒定时,其电极电位不随待测离子活度变化的电极,例如:甘汞电极(3)工作电极:电极上有电流通过,本体溶液成分发生变化的电极。

仪器分析第4章电位分析法

仪器分析第4章电位分析法

第4章电位分析法教学时数:4学时教学要求:1、掌握电位分析法基本原理,电极电位、电池电动势、膜电极、工作电极、参比电极、指示电极等基本概念。

2、掌握pH玻璃电极,氟离子选择性电极结构、响应机理及性能特点,溶液pH值的测定。

理解膜电位的产生。

3、掌握离子选择性电极的性能参数,理解电极选择性系数Kij的意义,掌握测量误差的计算。

4、掌握离子活度测定的方法原理,理解离子强度总调节剂的作用。

5、掌握定量分析方法及有关的计算,电位分析法的应用。

6、了解电位滴定的原理及滴定终点的确定。

教学重点与难点:重点:电位分析法基本原理,膜电位的产生,溶液pH值的计算,离子选择性系数Kij的意义,测量误差的计算,离子强度总调节剂,定量分析方法。

难点:膜电位的产生,离子选择性系数的理解与应用,离子活度、测量误差的计算。

4.1 电化学分析法概要一、方法简介根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化,通过测量某种电参量变化求得分析结果的一类方法。

1、分类2、 方法特点准确度高,重现性和稳定性好灵敏度高,10-4~10-8 mol/L 10-10~10-12mol/L (极谱,伏安) 选择性好(排除干扰)应用广泛(常量、微量和痕量分析) 仪器设备简单,易于实现自动化已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。

二、电化学分析中某些术语与概念2、原电池3、电解池4、指示电极、辅助电极和参比电极指示电极:电极电位随电解质溶液的浓度或活度变化而改变的电极。

(E 与C 有关)参比电极:电极电位不受溶剂组成影响,其值维持不变。

(E 与C 无关) 辅助电极(对电极):提供电子传递的场所,当通过电流很小时,一般直接由工作电极和参比电极组成电池,但当电流较大时需采用辅助电极构成三电极系统来测量。

电位法中采用两电极——不产生电流(I=0) 伏安法中采用三电极——产生电流信号1、化学电池5、电解质与支持电解质电解质:指电极间电子传递的媒介,由溶剂和高浓度的电解质盐以及电活性物质等组成。

电位及离子选择性电极法

电位及离子选择性电极法
②内导系统:内参比电极( Ag/AgCl电极)、内参 比溶液(与待测离子相同的离子)。其作用
在于将膜电位引出。
ISE法的特点:
①选择性好,多数情况下共存离子的干扰小, 不需复杂处理待测液即可直接测定 ②灵敏度高。可达10-5- 10-8 mmol/L. ③实际测定的是溶液中离子活度,这是生物 学中一个重要的物理量。 ④溶血、脂血及黄疸不影响测定。 ⑤设备简单,分析速度快,易于自动化。 ⑥标本用量少而且应用广。
⑤NaN3可明显干扰Cl的测定。
电解质检测中各项的意义:
血清钾:3.5-5.5 mmol/L • 钾在参与蛋白质和糖的代谢,维持心肌和神经肌肉正常的应激性,维持酸碱
平衡等方面起重要作用。 降低: ①钾的摄入不足。 ②钾的过度丢失。如严重的呕吐、腹泻及胃肠引流、肾脏疾病(肾衰多尿期)等。 ③钾的细胞内转移。如家族性周期性四肢麻痹、肌无力症、给予大量葡萄糖等。 ④肾上腺皮质功能亢进。如醛固酮增多症。 ⑤碱中毒。 ⑥药物作用:a.长期使用大量肾上腺皮质激素,如可的松、地塞米松等;b.使用
降低 ①丢失过多。如严重呕吐和腹泻;大量使用利尿等 ②钠的摄入量不足。如饥饿、营养不良、低盐疗法等。 ③酸中毒 。
增高 ①肾上腺皮质功能亢进症。如柯兴综合征、原发性醛固酮增多症。 ②高渗性脱水症。 ③钠进量过多。如注射高渗盐水或进食过量钠盐,且伴有肾功能失常时。 ④潴钠性水肿。常见于心脏病、心力衰竭、肝硬化、肾病等。
和待测液(Es),根据以下公式计算:
Ex –Es = K 2.303RT
nF
lg a i
3. 标准加入法:适用于体系复杂,且与标准液浓度有较大
差异的待测液。先测定体积为Vx、浓度为Cx的待测液电动
势E,然后在此溶液中加入体积为Vs的标准液,测量电动势
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非晶体膜电极(crystalline membrane electrodes) 刚性基质电极(rigid matrix electrodes) 流动载体电极(electrodes with a mobile carrier)
敏化电极(sensitized electrodes) 气敏电极(gas sensing electrodes) 酶电极(enzyme electrodes)
离子选择性电极(又称膜电极)。
1976年IUPAC基于膜的特征,推荐将其分为以下几类: 原电极(primary electrodes)
晶体膜电极(crystalline membrane electrodes) 均相膜电极(homogeneous membrane electrodes) 非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes)
当氟电极插入到F-溶液中时,F-在 晶体膜表面进行交换。25℃时:
E膜 = K - 0.059 lgaF- = K + 0.059 pF
具有较高的选择性,需要在pH5~7之间使用,pH高时, 溶液中的OH-与氟化镧晶体膜中的F-交换,pH较低时,溶液 中的F -生成HF或HF2 - 。
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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
E膜 = E外 - E内 = 0.059 lg( a1 / a2)
由于内参比溶液中的H+活度( a2)是固定的,则:
E = 2020膜/5/21 K´ + 0.059 lg a1 = K´ - 0.059 pH试液
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玻璃膜电位
玻璃电极放入待测溶液, 25℃平衡后:
H+溶液==
H+ 硅胶
E内 = k1 + 0.059 lg( a2 / a2’ )
E外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’ )
a1 、 a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度;
a’1 、 a’2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度;
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离子选择性电极的原理与结构
离子选择性电极又称膜电极。 特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。 膜电极的关键:是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件:单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。 膜电位:膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中,则电池结构为:
三、离子选择电极的特 性
principle of potentio-metry analysis and ion selective electrode
specific property of ion selective electrode
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一、电位分析原理
principle of potentiometry analysis 电位分析是通过在零电流条件下测
2.玻璃膜(非晶体膜)电极
非晶体膜电极,玻璃膜的组成不同可 制成对不同阳离子响应的玻璃电极。
H+响应的玻璃膜电极:敏感膜厚度 约为0.05mm。
SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧 结而成的特殊玻璃膜。
水 浸 泡 后 , 表 面 的 Na+ 与 水 中 的
H+ 交换, 表面形成水合硅胶层 。
讨论:
(1) 玻璃膜电位与试样溶液中的pH成线性关系。式中K´是 由玻璃膜电极本身性质决定的常数;
对于氧化还原体系: Ox + ne- = Red
EEO Ox/RedR nF TlnaaR Odex
对于金属电极(还原态为金属,活度定为1):
EEM On/MR nF TlnaMn
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二、离子选择性电极的种类、原理与结构
type , principle and structure of ion selective electrode
内参比溶液:0.1mol/L的NaCl和0.10.01mol/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)。
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原理:
LaF3的晶格中有空穴,在晶格上的 F-可以移入晶格邻近的空穴而导电。对 于一定的晶体膜,离子的大小、形状和 电荷决定其是否能够进入晶体膜内,故 膜电极一般都具有较高的离子选择性。
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极
(敏感膜)
内外参比电极的电位值固定,且内充溶液中离子的活度也一
定,则电池电动势为: EERnFTlnai
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1.晶体膜电极(氟电极)
结构:右图 敏感膜:(氟化镧单晶) 掺有EuF2 的LaF3单晶切片; 内参比电极:Ag-AgCl电极(管内)。
玻璃电极使用前,必须在水溶液
中浸泡。
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玻璃膜电极
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玻璃膜电位的形成
玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡,生成三层结 构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层:
水化硅胶层厚度:0.01~10 μm。在水化层,玻璃上的 Na+与溶液中H+发生离子交换而产生相界电位。
水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩 散至干玻璃层,干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离 子,离子的相对移动产生扩散电位。 两者之和构成膜电位。
第四章
一、电位分析原理
电位与电导分析法 principle of potentiometry
analysis
potentiometry and conductometry 二、离子选择性电极的
第一节
电位分析原理与离子, principle and structure of ion selective electrode
定两电极间的电位差(电池电动势)所 进行的分析测定。
ΔE = E+ - E- + E液接电位 装置:参比电极、指示电极、电位
差计; 当测定时,参比电极的电极电位保
持不变,电池电动势随指示电极的电极 电位而变,而指示电极的电极电位随溶 液中待测离子活度而变。
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电位分析的理论基础
理论基础:能斯特方程(电极电位与溶液中待测离子间 的定量关系)。
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