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《电位分析法》课件

《电位分析法》课件

氧传感器
pH传感器
电位分析法可用于制备氧传感器, 用于监测环境中氧气浓度的变化, 以及其他应用领域。
电位分析法可以应用于制备pH传 感器,用于测量溶液的酸碱性和 酸度、碱度的变化。
电位分析法的未来发展和挑战
未来,随着科技的进步,电位分析法可能会更多地与纳米技术、可穿戴设备等领域结合,但也面临着仪器精度、 样品复杂度以及快速化需求等挑战。
食品安全
电位分析法可以用于食品中有害物质的检测, 帮助保障食品安全,支持消费者的信任。
优势
电位分析法具有高灵敏度、非破坏性、快速和 低成本等优点,适用于各种分析需求。
电位分析法和标准溶液,校准电极,并确保实验环境的稳定性。
2
测量电势
将电极浸入待测溶液中,记录电极的电势变化,并根据反应进行必要的计算。
电位分析法的原理和基本概念
电位分析法基于电极与待测物质之间的化学反应,如氧化还原反应。通过测量电极的电势变化,我们可以推断 溶液中的物质浓度、物种的选择性等信息。
电位分析法的应用领域和优势
环境监测
电位分析法可以用于检测水体中的重金属离子、 有机物污染物等,有助于保护环境和人类健康。
药物分析
通过电位分析法,我们可以快速准确地测定药 物中的成分,评估其质量并指导生产过程。
3
分析结果
根据测得的电势和相关计算,得出溶液中物质的浓度或其他性质的分析结果。
电位分析法实验结果的解读和 分析
实验结果的解读和分析是电位分析法的重要环节,它们需要充分考虑反应机 制、电极响应特性和实验条件,以获得可靠的结论和科学的推理。
电位分析法实验案例分享
滴定实验
通过电位分析法进行滴定实验, 可以确认酸碱滴定终点和测定溶 液中特定组分的含量。

第九章--电位分析法(2014)PPT课件

第九章--电位分析法(2014)PPT课件

H水 合层 H溶 液
E内K内0.059lgaaHH内 内 参 水比 化溶 层液 E外K外0.059lgaaH H外 外 部 水溶 化液 层
.
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E内K内0.059lgaaHH内 内 参 水比 化溶 层液 E外K外0.059lgaaH H外 外 部 水溶 化液 层
同一玻璃电极,膜内外表面性质可以看成是相同 的,所以常数K内=K外;
属于非晶体膜电极。 最早使用的离子选择性电极。 核心部分是玻璃膜。
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玻璃膜的不同组成可制成对不同 阳离子响应的玻璃电极。
pH玻璃膜电极的敏感膜是在SiO2 基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧 结而成的特殊玻璃膜。厚度约为 100 mm左右。
原理:玻璃膜产生的膜电位与待 测溶液的pH值有关。
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3.3 pH值的测定
pHlogH[] pH loagH
饱和甘汞电极为参比电 极 , 玻 璃 电 极 作 为 H+ 活 度 指 示电极,两者插入溶液中组 成电池:
A A g ,0 . g 1 m C L 1 H ol 玻 lC 试 l 璃 K ( 饱 液 C ) 膜 ,H 2 C l 和 2 H g l
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二氧化碳气敏电极
电极浸入待测液,试液中 待测CO2通过透气膜扩散 ,直到透气膜内外CO2的 分压相等。
CO2引起的内电解质溶液 pH变化用pH玻璃电极指 示,由此测定试液中CO2 的浓度。
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气敏电极一览表:
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7. 酶电极
将 生物酶 涂剂:二癸基磷酸钙+苯基磷酸二辛酯溶液。
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第4章电位分析法PPT课件

第4章电位分析法PPT课件
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2.玻璃电极的构造
软质球状玻璃膜: 含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm
(30~100μm)
对H+选择性响应
内部溶液: 0.1 mol/L的HCl内参比溶液
内参比电极:
Ag-AgCl电极
其中内参比电极的电位是恒定的, 与被测溶液的pH无关;玻璃电极作为指示 电极,作用主要在玻璃膜上,当玻璃电极 浸入被测溶液时,玻璃膜处在内部溶液和 待测溶液之间,两溶液中的H+活度不同,
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2.2 电解池
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铜电极: Cu 2 2e Cu 还原反应
阴极
负极
银电极: 2Ag 2Ag 2e 氧化反应
阳极
正极
电解池的总反应: 2Ag Cu2 2Ag Cu
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每一个化学电池都是由两个电极同时浸入适当的电解质溶液中所组成的。原电 池和电解池之间,在一定条件下是可以相互转变的。
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§4-2电位分析法
以测定化学电池两电极间的电位差或电位差的变化为基础的电化学分析法叫电位分 析法。 1.电位分析法的种类: 直接电位法(电位测定法):
根据电极电位与待测组分活度之间的关系,利用测 得的电位差值直接求得待测组分的活度(或浓度)的 方法。
电位滴定法:
根据滴定过程中电位差的变化来确定滴定终点的容 量分析法。
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指示电极
1.金属-金属离子电极: ✓应用:测定金属离子
✓ 例:Ag︱Ag+ Ag+ + e → Ag
0.059 lg aAg ' 0.059 lg CAg
2.金属-金属难溶盐电极: ✓应用:测定阴离子

第1章电位分析法 PPT

第1章电位分析法 PPT

氟离子选择电极的电位可表示为:
ISE k 0.0592 lg aF
298K时的电池电动势可表示为:
E 甘汞 ISE b 0.0592 lg aF
这种电极对F-有良好的选择性,一般阴离子除OH-外均 不干扰电极对F-的相应。
LaF3 + 3OH-
La(OH)3 + 3F-
1906年,M. Cremer(Z. Biol.,1906,47,562)首先发现玻璃电极可用于测定; 1909年,F. Haber(Z. Phys. Chem., 1909, 67,385)对其系统的实验研究; 1930年代,玻璃电极测定pH的方法是成为最为方便的方法(通过测定分隔开的玻 璃电极和参比电极之间的电位差)
在酸性溶液中, H+ + 2F- HF2-
适用pH范围为5 ~ 6
某些阳离子Al 3+,Fe 3+等能与F -离子生成稳定的配合 物,可加入柠檬酸钠,EDTA等掩蔽。
由上述讨论可知,离子选择电极的电极电
位通式可写为:
ISE

k

0.0592 lg
ZA
A
实际测量时,其测量电池为:
离子选择电极 试液 ( = x) SCE
4) 高选择性 :膜电位的产生不是电子的得失。其它离子 不能进入晶格产生交换。当溶液中Na+浓度比H+浓度高1015 倍时,两者才产生相同的电位;
5)改变玻璃膜的组成,可制成对其它阳离子响应的玻璃 膜电极;
6) 优点:是不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的 影响,不易中毒;
7)缺点:是电极内阻很高,电阻随温度变化。
检测下限与各自的溶度积KSP有关

第一章电位分析法PPT课件

第一章电位分析法PPT课件

也叫惰性金属电极,由一种惰性金属如Pt与含有可溶性的氧 化态和还原态物质的溶液组成,如:Pt|Fe3+,Fe2+(c)
零类电 极
膜电极
离子选择性电极,也是最重要的一类电极。
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五、几种指示电极的运用
① 金属-金属离子电极: ✓ 应用:测定金属离子 ✓ 例:Ag︱Ag+
Ag+ + e → Ag
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二、电位分析法的理论依据 1. 电极电位的产生
两种导体接Байду номын сангаас时,其界面的两种物质,可以是固体-固 体、固体-液体及液体-液体,因两相中的化学组成不同, 故将在界面处发生物质迁移,若进行迁移的物质带有电荷 ,则将在两相之间产生一个电位差,即电极电位。
实验证明:金属的电极电位大小与金属本身的活泼性, 金属离子在溶液中浓度,以及温度等因素有关。
电位分析法是在原电池内进行
!注意
区别
库伦分析法是在电解电池内进行
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一、基本原理
负 极 写 在 左 边
由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝 酸铵溶液构成的。用来在两种
溶液中转移电子。
正 极 写 在 右 边
原电池可以表示如下形式:
(-)Zn│ZnSO4(xmol▪L-1)││CuSO4(y mol ▪L-1)│Cu(+)
工作电池 电动势E与待测物含量(活度a)关系
E W -R f (a) - const. F (a)
电位分析法中最常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化 银电极,尤其是饱和甘汞电极(SCE)
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三、参比电极-甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl-

电位分析方法ppt课件

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电极电位:
00.0 25 lg a 9 a H H 22 2gg 00.0 25 lg a 9 H2 2g00.05 lg K (9a sC ,p H 2 )lC 2 g 2l
0 ' 0.05 lg a9 Cl
可见,电极电位与Cl-的活度或浓度有关。当Cl-浓度不同时,可得到具有不 同电极电位的参比电极。(注意:饱和甘汞电极指 KCl 浓度为4.6M)
构 成:同甘汞电极,只是将甘汞电极内管中的(Hg,Hg2Cl2+饱和KCl) 换成涂有AgCl的银丝即可。
特 点:
a) 可在高于60oC的温度下使用; b) 较少与其它离子反应(但可与蛋白质作用并导致与待测物界面的堵塞)
三、参比电极使用注意事项 1)电极内部溶液的液面应始终高于试样溶液液面!(防止试样对内部
1 sp,Ag2C2O4 2
c2O42
a Ka C2O42
sp,CaC2O4 Ca2
代入前式得: 00.0 25l9 g K K ss2 ,p ,A p C2C g 2 a 2 O O 4 4 C0.0 25l9 g aC2 2 a
求出待测物质含量的方法。 电位滴定法:向试液中滴加可与被测物发生氧化还原反应的试剂, 以 电极电位的变化来确定滴定终点,根据滴定试剂的消耗量间接计算待 测物含量的方法。
11.1 参比电极及其构成 定义:与被测物质无关、电位已知且稳定,提供测量电位参考的电极,称为参
比电极。前述标准氢电极可用作测量标准电极电位的参比电极。但因该
较常用的金属基电极有:Ag/Ag+、Hg/Hg22+(中性溶液);Cu/Cu2+、 Zn/Zn2+、Cd/Cd2+、Bi/Bi3+、Tl/Tl+、Pb/Pb2+(溶液要作脱气处理)。

第三章 电位分析法 第一节PPT课件

第三章 电位分析法 第一节PPT课件
电位分析法的特点:
1、选择性好 不用分离,直接测定; 2、灵敏度高 直接电位法检出限
10-5-10-8 mol·L-1; 3、设备简单,操作方便,分析快速; 4、测定范围宽; 5、易于实现分析自动化。
2020/12/5
电位分析法的理论基础
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)。
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极(Ag-AgCl)
内1 外参 液比接电极的(电敏位感值膜 固 定m ),且内充溶液中离子2 的活度也一
定,则电池电动势为:
E 1 2 m 液 接 E R nlF T a n i
2020/12/5
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)。
第三章 电位分析法
第一节 电位分析法的 基本原理
第二节 离子选择性电 极
第三节 离子选择性电 极的特性
2020/12/5
第一节 电位分析法的基本原理
电位分析是通过在零电流条件下测 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
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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:
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:
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electrode and chemical cell
一、电分析化学法的特点及分类
characteristics of electroanalytical chemistry and classification
1. 电分析化学法
应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质电 化学性质来测定物质组成及含量的分析方法。
2. 电分析化学法的特点
(1)灵敏度高,选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
(2)电化学仪器装置较为简单,操作方便 直接得到电信号,易传递,尤其适合于化工生产中
的自动控制和在线分析。
2020/11/29
3. 电分析化学法的分类
(1)电位分析法:测量电动势(电极电位); (2)伏安分析:测量电流与电位变化曲线; (3)库仑分析法:测量电解过程中的电量; (4)电导分析法:测量电导值; (5)电解(重量)分析法:测量电解过程电极上 析出物重量;
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2. 电极电位 electrode potential
(1)平衡电极电位
可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例: 当锌片与硫酸锌溶液接触时,锌不断溶解到溶液中,而电 子留在锌片上。结果是金属带负电,溶液带正电;形成双 电层。
双电层的形成建立了相间的电位差,电位差排斥Zn2+ 继续进入溶液;金属表面的负电荷又吸引溶液中的Zn2+; 达到动态平衡,相间平衡电位 —— 平衡电极电位。
在298.15 K 时,以水为溶剂,当氧化态和还原态的活 度等于1 时的电极电位称为:标准电极电位。
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3. 电极分类 classification of electrodes (1)参比电极
(a)标准氢电极
基准,电位值为零(任何温度)。 实际应用中不方便。
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内容选择
第一节 电化学分析概述 generalization of electro-chemical analysis 第二节 电位分析原理与离子选择性电极 principle of potentiometry and ion selective electrode 第三节 电位分析法的应用 application of potentiometry
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二、电分析化学的应用领域
application fields of electroanalytical chemistry
1.化学平衡常数测定 2.化学反应机理研究 3.食品、药物分析 4.活体分析和监测(超微电极直接刺入生物体内)
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三、电极与化学电池
electrode and chemical cell
E H 2 C g 2 /l H g E H O 2 2 C g 2 /l H - 0 g .0l5 a g (C 9 )l
电极内溶液的Cl-活度一定,甘汞电极电位固定。
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(c)银-氯化银电极:
银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一 定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化 银电极。
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(2)电极电位的测量
无法测定单个电极的绝对电极电位;只能测相对电极电位。 规定:将标准氢电极(SHE)作为负极与待测电极组成原 电池,电位差即该电极的相对电极电位,比标准氢电极的 电极电位高的为正,反之为负;
Pt | H2(101325 Pa ),H+(1mol/L) || Ag+(1mol/L) | Ag 电位差:+0.799 V;则银电极的标准电极电位:+0.799 V。
第四章 电位分析法
potentiometry
第一节 电分析化学概 述
Generalization of electroanalytical chemistry
一、特点及分类 characteristics and classification 二、应用领域
application field 三、电极与化学电池
(b)甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号:Hg,Hg2Cl2(固)|KCl
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甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号:Hg,Hg2Cl2(固)|KCl
电极电位(25℃):
EHg2C2l/HgEH O22gC2l/HgR nFTlna2(aH(H)g2gaC2(2C l) l) EH O22gC2l/HgR nFTlna2(1Cl)
标准Ag-AgCl电极
1.0 mol / L +0.2223
饱和Ag-AgCl电极 饱和溶液 +0.2000
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(2)指示电极
(a)第一类电极── 金属-金属离子电极 Zn-ZnSO4电极(锌电极),其电极电位为:
EM n/MEM n/M + R nF lTnM n
第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。
电极反应:AgCl + e- == Ag + Cl-
半电池符号:Ag,AgCl(固)| KCl 电极电位(25℃): EAgCl/Ag = EAgCl/Ag - 0.059lgaCl-
银-氯化银电极的电极电位(25℃)
0.1mol/LAg-AgCl电极
KCl浓度 电极电位(V)
0.1 mol / L +0.2880
(b)第二类电极── 金属-金属难溶盐电极
二个相界面,常用作参比电极,例如银-氯化银电极。
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(c)膜电极(离子选择性电极)
特点: 仅对溶液中特定离子有选择性响应 关键:是一个称为选择性膜的敏感元件。 敏感元件:单晶、混晶、液膜、高分子功能膜 及生物膜等构成。 利用膜内、外被测离子活度的不同而产生电位 差。
1. 基本概念
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,实现化学 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 与电解池。
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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 上发生化学反应的装置。 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。
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