第十一章__电位分析和电导分析
电位与电导分析
potentiometry and conductometry
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第一节 电位分析原理与离子选择电极
principle of potentio-metry analysis and ion selective electrode
一、电位分析原理 principle of potentiometry analysis 二、离子选择性电极的种类、原
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 。 玻璃电极使用前，必须在水溶液 中浸泡。
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改变膜材料，增加Al2O3 ，B2O3等可制成Na+ 、K+ 、NH4+ 、 Rb+、Cs+、Li+和Ag+的离子选择性电极
活度差异，在两相之间产生相界电位。液膜两面发生的离子交换反应：
[(RO)2PO]2 - Ca2+ (有机相) = 2 [(RO)2PO]2 -(有机相) + Ca2+ (水相) 钙电极适宜的pH范围是5～11，可测出10-5 mol/L的Ca2+ 。
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流动载体膜电极（液膜电极）的讨论
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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电位分析法
第二部分电化学分析法第一节电分析化学法概述电分析化学法通常是指使待分析的试样溶液构成一化学电池，根据所组成电池的某些物理量与化学量之间的内在联系来进行测定的一种方法。
溶液的电化学性质是指当电流通过溶液构成化学电池时，化学电池的电位、电流、电导和电量等电学性质要随着溶液的化学组成和浓度的不同而不同的性质。
电化学分析法分三种类型：1)第一类是以活度（浓度）与电学参数的直接函数关系为基础的方法；----直接测量法2)第二类是以电学参数的变化指示滴定终点的滴定分析方法；----电滴定分析法3)第三类是通过电流把试样中的测定组分转化为固相（金属或其氧化物），再以称量或滴定的方式测定的方法。
----电质量（重量）法根据所得的信号不同，具体分为：1、电导分析法2、电位分析法3、电解分析法4、库仑分析法5、极谱法和伏安法1. 电位分析法：电位分析法按应用方式可为两类：直接电位法：电极电位与溶液中电活性物质的活度有关，通过测量溶液的电动势，根据能斯特方程计算被测物质的含量；电位滴定：分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。
2. 电解与库仑分析法：电解分析：在恒电流或控制电位条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。
电重量分析法：电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。
库仑分析法：依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法电流滴定或库仑滴定：恒电流下电解产生的滴定剂与被测物作用。
3. 极谱法与伏安分析：伏安分析：通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。
极谱分析：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。
4. 电导分析：普通电导分析原理：依据溶液电导与电解质关系；应用：高纯水质分析，酸雨监测；高频电导分析特点：溶液与电极不直接接触；电化学分析法的特点：（1）灵敏度、准确度高，选择性好被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
电导分析法精选全文完整版
在滴定过程中，由于滴定剂的加入而使 溶液不断稀释，为了减小稀释效应的影 响和提高方法的准确度，应使用浓度较 大的滴定剂，一般是滴定剂浓度比被滴 溶液浓度大10倍。
电导滴定法还可以测定用指示剂法或电 位法无法直接准确测定的相当弱的酸， 例如，硼酸（Ka=5.8×10-10）。
电导滴定还可应用于沉淀滴定、配位滴 定、氧化还原滴定。
HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH-
滴定前 化计点前 化计点
化计点后
2.弱酸(或弱减)的滴定
以NaOH滴定HAc为例,反应为： HAc + Na+ + OH- ===Na+ + Ac- + H2O 滴定开始时，电导略有下降，这是由于滴定中 形成弱酸盐的阴离子（Ac-）抑制弱酸HAc的 电离。通过极小点后溶液电导开始上升，直至 计 量 点 ， 这 由 于 溶 液 中 Na+ 和 Ac- 逐 渐 取 代 HAc。计量点后由于强碱过量，电导迅速上升
电导滴定
酸碱滴定曲线： 电导滴定常用于稀酸、弱 酸、混合酸等的测定。
1． 强酸强碱的滴定
如用NaOH滴定HCl，反应为 H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- +H2O
H++Cl- NaOH H+余+Na++Cl-+H2O
滴定前
化计点前
NaOH Na++Cl-+ H2O NaOH Na+ + Cl- +OH-
曲线的转折点为计量点 G
电位分析与电导分析
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第十一章 电位分析与电导分析
表1：常用参比电极电位（25℃）
c(KCl)/ (mol∙L-1)
AgCl/Ag / V
/ V Hg2Cl2/Hg
0.1 1.0 + 0.290 + 0.227 + 0.336 + 0.281
3.5 + 0.206 + 0.250
饱和 + 0.199 + 0.244
膜或敏感膜，故又称为膜电极。
内参比溶液的组 成、浓度固定，
内参定值；敏感
膜对待测定离子 有选择性响应。
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第十一章 电位分析与电导分析
二、离子选择性电极的分类
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第十一章 电位分析与电导分析
三、玻璃电极
（1）玻璃电极的结构
• 内参比电极： Ag-AgCl电极。
• 内参比溶液： 0.1mol∙L-1的HCl溶液。
θSlgci
只要测得该指示电极的电极电位即可 按上式计算出待测离子的活度或浓度 。
由于单一电极的电极电位无法直接测出，
在电位分析法中需要将指示电极和电极电势恒 定的参比电极共同插入待测试液中组成化学电 池。
h
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第十一章 电位分析与电导分析
若指示电极作负极，参比电极作正极，当用盐 桥消除其液接电势时，则该电池电动势E为 :
• 玻璃泡：敏感膜，膜的厚 度为0.03~ 0.1mm
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第十一章 电位分析与电导分析
（2）玻璃电极敏感膜的特性 •根据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：敏感膜是在SiO2基 质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成的特 殊玻璃膜。
电位分析法基本原理
电位分析法分为直接电位法和电位滴定法。 直接电位法：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（或 电极电位值）直接求得待测组分的活度 （或浓度）的方法。 直接电位法测定快速方便，灵敏度高。 电位滴定法：根据滴定过程中电位差（或 电极电位）的变化来确定滴定终点的容量 分析法。 电位滴定法不受试液的颜色或混浊的影响， 无需用指示剂，应用广泛。
范围广，不受氧化剂还原剂影响，适用于
有色、浑浊或胶态溶液的 pH 测定；响应 快(达到平衡快)、不沾污试液。 膜太薄，易破损，且不能用于含F- 的 溶液；电极阻抗高，须配用高阻抗的测量 仪表。
离子选择性电极： 离子选择性电极是一类具有薄膜的电极。 其电极薄膜具有一定的膜电位，膜电位 的大小就可指示出溶液中某种离子的活 度，从而可用来测定这种离子。
测量参数 电位（电流≈0） 电位与标准溶液体积（电流≈0 ） 电流（控制电位） 电流与标准溶液体积 电位法 电位滴定法 极谱法、伏安法 安培滴定法（电流滴定法） 方法类别
电阻（电导） 电阻与标准溶液体积
电流与时间 电解后电极增重
电导法 电导滴定法
库仑分析法 电重量分析法（电沉析法）
电化学分析法的特点：
固定基体 电极 流动载体 电极 气敏电极
非晶体 膜电极 敏化离子选 择性电极
酶电极
离子选择性电极的电极电位：对阳离 子，电极电位为：
0.059 EK lg aM n
对阴离子，电极电位为：
0.059 EK lg aN n
式中：E为离子选择性电极的电极电 位；K为常数；aM 、aN 为阳离子和阴 离子的活度;n为离子的电荷数。
与理化性质 有关的常数 上标‘表示水合 硅胶层中H+活度 形成 内外水合硅胶 层 三层结构
卫生化学笔记
卫生化学笔记绪论1.1卫生化学的概述定义：卫生化学是指应用分析化学的基本理论和实验技术研究预防医学领域中与健康相关化学物质的质、量及变化规律。
是一门预防医学与分析化学的交叉学科。
是预防医学专业必修的专业基础课。
分析化学是一门研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的化学学科。
（化学分析、仪器分析、分析科学）预防医学是以人群为研究对象，应用宏观与微观的技术手段，研究健康影响因素及其作用规律，阐明外界环境因素与人群健康的相互关系，制定公共卫生策略与措施，已达到疾病预防、增进健康、延长寿命、提高生命质量为目标的一门医学学科。
卫生化学的主要任务*评价环境质量*保证食品安全*制定卫生标准*提供科学可靠的依据、信息和方法卫生化学的发展方向1灵敏度和选择性2时空多维信息3微环境的表征和测定4生物大分子及生物活性的表征和测定5联用技术和仪器的智能化6新技术和新材料的应用1.2卫生分析的一般过程方法的选择与测定方法的性能评价线性范围：在该浓度范围内检测信号和待测待测物浓度成正比检出限：区分于噪音的最低检出浓度精密度：多次测定结果互相接近的程度回收率：测定结果与理论值的比值方法学比较：和参考方法同时测定相同的标准品评价测定方法的准确度第二章样品的采集与处理2.1样品的采集与保存样品采集的三个原则：代表性、典型性、适时性。
样品采集的一般要求*总要求：不污染、不损失*采样培训：提高专业技能、减少失误*采样方法：符合标准和规范，科学合理*采样器具：根据采样标准和方法准备*采样记录：日期、地点、批次等重要信息*样品分装：共检验、复检、备查和仲裁使用生物材料的采集常用材料1血液（采样后两个小时内测定）全血、血浆、血清2尿液（常温两小时内测定）晨尿、随机尿、24小时尿3唾液4呼出气酒驾、幽杆菌测定5毛发吸毒、重金属暴露6组织（24到48小时内完成测定）尸检、术后2.2 样品的预处理（占了60%）意义：1样品基体复杂，存在很多影响测定的干扰因素，需要对干扰组分分离2待测组分含量低，超出了检测方法的检出限，需要进行富集浓缩。
仪器分析教程10~17章答案
10.1.化学电池由哪几部分组成？答：构成电化学电池的两个基本要求：(1) 两个电极（金属、碳类电极等）由外接导线联接(2) 电解质溶液10.2.什么是液体界接点位？盐桥的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？答：（1）液体界接点位：当两个不同种类或不同浓度的溶液直接接触时，由于浓度梯度或离子扩散使离子在相界面上产生迁移。
当这种迁移速率不同时会产生电位差或称产生了液接电位，它不是电极反应所产生，因此会影响电池电动势的测定，实际工作中应消除。
（2）盐桥作用：接通电路，保持电中性的作用，消除或减小液接电位。
（ 1~2 mV ）又不使两边溶液混合还可以减少直接的氧化还原反应（可能构成新的原电池），防止化学能转化为热能，提高电流效率。
（3）盐桥中电解质溶液要求：a.盐桥中电解质不含有被测离子。
b.电解质的正负离子的迁移率应该基本相等。
c.要保持盐桥内离子浓度的离子强度5～10倍于被测溶液。
常用作盐桥的电解质有：KCl ，NH4Cl ，KNO3等10.3.电极电位是如何产生的？电极电位φ的数值是如何得到的？答：电极电位的产生：把金属极板浸入水中,金属原子受水分子作用有变成正离子进入溶液的倾向,溶剂化离子受极板上电子吸引沉积到极板上,两者建立平衡M(s)-ne-=M+(aq),平衡建立后在极板内侧有过剩负电荷,外侧有过剩正电荷,形成了“双电层”,产生电极电位(势) 电极电位φ的数值：已知: C + n C 、B e = B φº=φºC, BB + n B 、A e = A φ0 = φºB, A则反应 C + (n C 、B + n B 、A )e = A 的电极电位为:BC A B B C B C A B A B A C n n .......n n +︒+︒=︒=︒φφφφ 10.4.为什么原电池的端电压、电解池的外加电压都不等于相应可逆电池的电动势？其差值哪几部分组成？（不确定）答：受到离子强度，溶液pH ，组分的溶剂化，离解，缔合和配合等因素的影响。
电位分析法和电导分析法PPT课件
pH玻璃电极对氢离子选择性响应，
主要取决于膜的组成和结构
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纯石英玻璃：—Si(Ⅳ)—O—Si(Ⅳ)—
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加Na2O制成敏感膜：—S| i(Ⅳ)—O- Na+
Gl- Na+
水泡前→干玻璃层
水泡后→水化凝胶层→Na+与H+进行交换→形成
双电层 →产生电位差 →扩散达动态平衡→达稳定
相界电位 (膜电位）
误差也相同 cd•测．b．．线测离性定范子时围必选一须择般或控性为制1电01待-10极~-测1~1有0离1-60利子m-5 于o活mLo低度/LL在/价L线离性子范的围检 •
2021年5月14日3时33分
谢 协 忠 制作 第25页/共72页
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续前
检测限大小主要取决于电极膜材料的性质 也与测定方法和溶液组成有关。
因a(H+
为定值,故
,内)
膜
=k
RT F
ln
a(H+ ,外)
=k
0.059 lg
a(H+ ,外)
2021年5月14日3时33分
谢 协 忠 制作 第12页/共72页
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续前
(3) 玻璃电极性能
•
a. 只对H+有选择性响应，可以测
定[H+]
• b. 转换系数或电极斜率：溶液中
p电SH位变变化化p一H p个H 单1位引起玻59m璃V电(2极50C的)
2021年5月14日3时33分
谢 协 忠 制作 第9页/共72页
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续前
浸泡后表面形成水合硅胶层,Na+被H+取代 Gl-Na+ + H+ → Na+ + Gl-H+ 玻璃膜
电位与电导分析PPT共75页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
电位与电导分析
51、没有哪个社会可以制订一、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
仪器分析(天津大学)知到章节答案智慧树2023年
仪器分析（天津大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.现代分析仪器基本组成包括信号发生器、检测器、信号处理器和读出装置四大部分。
参考答案:对2.溶液理论中四大平衡是酸碱平衡、沉淀溶解平衡、络合平衡和氧化还原平衡。
参考答案:对3.与化学分析相比，仪器分析具有灵敏度（），检出限（）等优点，操作（），容易实现自动化；但相对误差（），价格昂贵，维护成本高。
参考答案:高，低，简便，较高4.仪器分析一般都有独立的方法原理和理论基础参考答案:对5.按分析任务，分析化学可分为定性分析、定量分析和结构分析。
参考答案:对6.按数量级分类，分析化学可分为常量分析、微量分析、痕量分析、单分子分析等。
参考答案:对7.电分析方法包括电导分析、电位分析、电解分析、库伦分析、电泳分析和伏安分析等。
参考答案:错8.色谱分析法是指根据混合物的各组分在互不相溶的两相中吸附、分配或其它亲和作用的差异而建立的分离分析方法。
参考答案:对9.下列表述正确的是（）参考答案:化学分析是基础，仪器分析是发展方向10.下列表述错误的是（）参考答案:与核磁共振技术相关的诺贝尔奖共有四次第二章测试1.线光谱是物质受外界能量作用后，由于( )能级跃迁产生的。
参考答案:原子外层电子2.下列哪种因素会引起对朗伯-比尔定律的偏离?参考答案:溶质发生解离;杂散光进入检测器3.某种溶液在254 nm处的透射比T% =10%，则其吸光度为0.1。
参考答案:错4.某金属离子X与R试剂形成一有色络合物，若溶液中X的浓度为用1 cm比色皿在525 nm处测得吸光度为0.400，则此络合物在525 nm处的摩尔吸收系数为( )参考答案:5.为减小吸光度的测量误差，一般要求吸光度控制在一定范围内，可以通过改变光程，或改变被测物的浓度来实现。
参考答案:对6.吸收光谱可分为原子光谱和分子光谱两大类。
参考答案:对7.不同波长的光具有不同的能量。
波长越长，光的能量越大。
电位与电导分析法
三、高频电导原理与应 用
principle and application of high frequency conductometry
一、电导滴定分析
conductometric titration 电导滴定原理：
滴定过程溶液电导率的改变，化学计量点出现突跃；
酸碱滴定曲线：
电导滴定常用于稀酸、弱酸、 混合酸等的测定。
(2) 强电解质溶液总浓度的测定
土壤,海水的盐度
(3) 大气污染物测定
SO3 NO2, 吸收后测量电导变化；监测酸雨。
2. 电导法测定物理化学常数
(1) 电离度与平衡常数的测定 HAc = H+ + Acc(1-) c c
c c c 2 Ka c(1 ) 1
电导滴定
电导滴定测定稀酸、弱酸、
混合酸时的滴定曲线形状。
二、直接电导法应用
application of direct conductometry
1. 直接电导法
(1) 高纯ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ质的测定
水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。通过测定电 导率可以鉴定水的纯度。并可以电导率作为水质标准。 普通蒸馏水的电导率 210-6 S·cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S·cm-1 纯水的电导率 510-8 S·cm-1
principle of conductometry
第四节 电导分析法应用
application of conductometry 结束
(2) 难溶盐的溶解度
25C时，实验测定AgBr饱和水溶液的电导率:
=1.576×10-6 S/cm
纯水的电导率： =1.519×10-6 S/cm 校正后AgBr的电导率：
第十一电位分析与电导分析
Ag/Ag2C2O4,CaC2O4,Ca2+ 电极反应：Ag2C2O4+2e==2Ag + C2O42电极电位：
Θ 0.0592lg Ksp,Ag2C2O4
2
K sp,Ca C2O 4
0.0592 2 lga Ca2
该类电极可指示Ca2+活度的变化。
薄膜电极（离子选择性电极） ：
3. AgCl/Ag电极
用Ag插入AgCl饱和的一定浓度(3.5M或饱和 KCl溶液)的KCl溶液中构成。
电极组成：Ag AgCl,(xM)KCl
电极反应：AgCl + e == Ag + Cl-
电极电位：
Ag
/ Ag
0.059lg
a Cl
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60 oC的温度下使用；
2.3K03RT lgα内 +
nF
2.303RT lgα外 nF
对阴离子：
∆φ=K－
2.303RT nF
lg α外
（2）其他电位
a. 不对称电位
α内
b.内参比电位
α外
（3）离子选择性电极的电位
∆ φ = K‘ ±
2.303RT nF
lgα外
2. 氢离子选择性电极（pH电极）
∆φ=K+
2.303RT nF
S
lg (Cl )
该类电极常在固定阴离子活度（浓
度）条件下作参比电极。也可作为一些 与电极离子产生难溶盐或稳定配合物的 阴离子的指示电极
3) 零类电极:由金、铂、石墨等惰性导体 浸入含有氧化还原电对的溶液中所构成的， 也称均相氧化还原电极。惰性金属或石墨 本身并不参与电极反应，它只是作为氧化 还原反应交换电子的场所
第十一章电位分析与电导分析-资料
电导仪：主要由电源、测量电路和显示器三部分组
成。
电导分析仪测定的数据可以是电导，也可以是电
导率:
=G
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总目录
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电导仪
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总目录
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总目录
电导分析法分为直接电导法和电导滴定法
直接电导法：
称取风干、磨碎、过筛的土壤样品10.0000g，将 样品放入小烧杯中，加20ml 0.01mol·L-1的CaCl2 溶液，充分搅拌，静置半小时，把pH玻璃电极和甘 汞电极插入被测溶液，并轻轻摇动，用酸度计测量 pH值。
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总目录
0.01mol·L-1的CaCl2作提取液的好处是： 1）消除悬液效应。 2）受稀释的影响不大。 3）虽是盐溶液，但与非盐化的土壤溶液中实际电
pH玻璃电极、氟离子选择性电极是应用最广泛
的离子选择性电极。
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pH玻璃电极简介
① pH玻璃电极的构造
玻璃膜是在SiO2基质 中加入Na2O、Li2O和 CaO烧结而成的特殊敏 感膜，它对H+有良好 的选择性，其厚度约为 0.1mm。
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根据测得的电导值与待测物之间的定量关系直 接确定待测物含量的方法。
测得的电导或电导率越大，表明溶液中正负离 子就越多。
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电位分析法
第二部分电化学分析法第一节电分析化学法概述电分析化学法通常是指使待分析的试样溶液构成一化学电池, 根据所组成电池的某些物理量与化学量之间的内在联系来进行测定的一种方法。
溶液的电化学性质是指当电流通过溶液构成化学电池时, 化学电池的电位、电流、电导和电量等电学性质要随着溶液的化学组成和浓度的不同而不同的性质。
电化学分析法分三种类型:1)第一类是以活度（浓度）与电学参数的直接函数关系为基础的方法；----直接测量法2)第二类是以电学参数的变化指示滴定终点的滴定分析方法；----电滴定分析法3)第三类是通过电流把试样中的测定组分转化为固相（金属或其氧化物）, 再以称量或滴定的方式测定的方法。
----电质量（重量）法根据所得的信号不同, 具体分为：1.电导分析法2.电位分析法3.电解分析法4.库仑分析法5.极谱法和伏安法1.电位分析法：电位分析法按应用方式可为两类:直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物质的活度有关, 通过测量溶液的电动势, 根据能斯特方程计算被测物质的含量；电位滴定：分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化, 通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。
2.电解与库仑分析法:电解分析：在恒电流或控制电位条件下, 使被测物质在电极上析出, 实现定量分离测定目的的方法。
电重量分析法: 电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。
库仑分析法：依据法拉第电解定律, 由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法电流滴定或库仑滴定: 恒电流下电解产生的滴定剂与被测物作用。
3.极谱法与伏安分析：伏安分析: 通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。
极谱分析: 使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。
4.电导分析：普通电导分析原理: 依据溶液电导与电解质关系；应用：高纯水质分析, 酸雨监测；高频电导分析特点: 溶液与电极不直接接触；电化学分析法的特点:（1）灵敏度、准确度高, 选择性好被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
电导分析法
量度物体导电能力大小的物理量叫作电导，
用符号G表示，它与导体的电阻（R）互为
倒数关系． 根据欧姆定律：
G 1 i RE
(1)
式中i——通过导体的电流； E——两电极间的电位差．
电导分析法
在给定的条件下（温度、压力等），电阻 R不仅取决于构成导体的材料，而且与导 体的形状、大小有关。若导体为均匀的棒 材，其横截面为A，长度为l，则它的纵向 电阻为
电导分析法
测量时应以交流电作为电源，不能使用直 流电．因为直流电通过电解质溶液时，会 发生电解作用，而使溶液中组分的浓度产 生变化，电阻亦随之而变；同时由于两极 上的电极反应，产生反电动势，影响测
定．
电导分析法
一般可使用频率为50Hz的交流电源， 对测量低电阻的试液时，为了防止极化 现象，则宜采用频率为1000~2500Hz的 高频电源．测量电阻方法是采用惠斯 登平衡电桥法．
G A 1 （11）
l l/A
对一定的电极来说，l/A是一常数，用表示， 称为电导池常数，单位是cm-1，即
l A电导分析法
（12）
若要求用电导率表示，根据下式进行换算
G L G
A
电导分析法
电导是电阻的倒数，因此测量电导实际上就是 测量它的电阻。 电导的测量装置包括电导池和电导仪。应以较 高频率的交流电作为测量电导电源以降低极化 效应。 1．电导池
电导分析法
1. 酸碱滴定
电导分析法
注意几个问题：
➢ 电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶 液不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提 高方法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂， 一般是十倍于被滴液的浓度．
➢ 酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱 的酸或碱（K=10-10），如硼酸、苯酚、对苯 二酚等，并能用于滴定弱酸盐或弱碱盐以及 强、弱混合酸．而这在普通滴定分析或电位 滴定中都是无法进行的．
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➢ 直接电位法：
测量原电池的电动势，直接求出被测物质浓度 的分析方法。
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可测定碱金属离子、碱土金属离子、无机阴离 子等。应用最多的是测定溶液的pH值。
在土壤、食品、环保等方面应用广泛。 ➢ 电位滴定法：
是通过测量在滴定过程中原电池电动势的突变 来确定滴定终点的滴定分析方法。
水的电导率是水质的一个很重要的指标，它反 映了水中所有电解质的总量。
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E K 0.0591 pH
在一定条件下，E和pH呈线性关系，通过测量E即
可求得pH。
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⒉ 测定方法 ⑴ 定位——用准确pH的缓冲溶液校准仪器
要求标准缓冲溶液的pH与待测溶液的pH相差不 超过3个pH单位。 0.05M邻苯二甲酸氢钾溶液 0.025M 磷酸二氢钾和磷酸氢二钠混合盐溶液 ⑵测定已知缓冲溶液的电动势
⒊ 土壤中pH的测定
称取风干、磨碎、过筛的土壤样品10.0000g，将 样品放入小烧杯中，加20ml 0.01mol·L-1的CaCl2 溶液，充分搅拌，静置半小时，把pH玻璃电极和甘 汞电极插入被测溶液，并轻轻摇动，用酸度计测量 pH值。
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0.01mol·L-1的CaCl2作提取液的好处是： ✓ 1）消除悬液效应。 ✓ 2）受稀释的影响不大。 ✓ 3）虽是盐溶液，但与非盐化的土壤溶液中实际电
（3）零类电极 由金、铂、石墨等惰性导体浸入含 有氧化还原电对的溶液中所构成。
2.薄膜电极(离子选择性电极）
它是一种电化学传感器，能对离子中特定离子产生 选择性响应，其电位可用能斯特方程表示。
如:pH电极、Na电极、Cl电极等。
离子选择性电极是一类新型指示电极，它具有选择 性好、灵敏度高、制作简单、简便快速、可连续监测 和应用范围广等特点，在分析化学领域已形成一个独 立的分支。
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饱和甘汞电极
甘汞电极是汞和Hg2Cl2 及KCl溶液组成的一种电极。
甘汞电极有两个套管： 内 管：封接一根铂丝并插入
纯汞及甘汞中 玻璃管：内装KCl溶液
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甘汞电极的电极反应：
Hg2Cl2(s)+2e-=2Hg(s)+2Cl-
甘汞电极的电极电位：
导率:
=G
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电导仪
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✓ 电导分析法分为直接电导法和电导滴定法
直接电导法：
根据测得的电导值与待测物之间的定量关系直 接确定待测物含量的方法。
测得的电导或电导率越大，表明溶液中正负离 子就
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二、直接电位法的基本原理 （一）直接电位法的原理：
是基于测量原电池的电动势，通过能斯特方程 式来求出离子浓度的分析方法。 （二） 参比电极：
在测定过程中能保持电极电位恒定不变，而不 受试液组成变化的影响。 如：甘汞电极、标准氢电极。
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③ pH玻璃电极的电极电位
内参比电极电位
玻璃
AgCl/Ag
m
AgCl/Ag
K
2.303RT F
lg aH+
K'
0.0591pH
膜电位
K ' 0.0591pH
★ 一定温度下，玻璃电极的电极电位与被测溶液的
pH值有关。
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第十一章 电位分析与电导分析
主要内容：
一、电位分析法简介
基本原理
直接电位法
饱和甘汞电极 pH玻璃电极
溶液中pH的测定
电位滴定法简介
二、电导分析法简介
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§11–1 电位分析法及其原理 一、电位分析法简介
电位分析法： 通过测定原电池的电动势及其变化来求出物质
Hg2Cl2
/Hg
Θ Hg2Cl2
/Hg
0.0591lg c(Cl- )
0.2676 0.0591lg c(Cl- )
温度一定时，甘汞电极电位主要决定于氯离子
的浓度。若用饱和溶液，则为饱和甘汞电极，电
位为+0.2438v,用SCE表示。
KCl浓度为1.0mol·L-1的甘汞电极称标准甘汞 电极，以NCE表示，其电极电位为0.281V。
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电导滴定法： 根据滴定过程中电导的变化来指示滴定终点的
滴定分析方法。 电导分析法的特点： ✓ 1）电导分析法的选择性较差。因为溶液的电导不
是某一离子的特征参数，而是溶液所有离子的共 同贡献，是所有离子的电导之和。 ✓ 2）电导分析法常用于鉴定水的纯度。
离子浓度。 指示电极分两类：金属类电极和薄膜电极 1.金属类电极 （1）第一类电极 由金属与该金属离子溶液构成
如： Zn(s)︱Zn2+（c）
（2）第二类电极 由金属及其难溶盐浸入此难溶盐 的阴离子溶液中所构成 如 :Ag(s),AgCl(s) Cl (c)
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(10-4-10-5mm)
aH 上 升
上 升 aNa
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根据能斯特公式：
外
Θ 外
2.303RT F
log
a( H ,试 ) a'( H ,外 )
内
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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② pH玻璃电极的膜电位
pH玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸泡，浸 泡后玻璃表面的Na+与水中的H+交换， 在玻璃内 外表面各形成一层水合硅胶层 。
膜电位
φ内
φd
φ外
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内水化层
(10-4-10-5mm)
aNa 上升 上升 aH
干玻璃层 (0.1mm)
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外水化层
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§11–2电导分析法简介
电导分析法：以测量电解质溶液的电导值来确定 物质含量的分析方法。
✓ 电导为电阻的倒数，电导的单位为西门子，S表示
G 1 R l G A
R
A
l
= G G g A l G g1
l
A
A : 平行电极的面积 l : 平行电极的间距 :电导池常数
:电导率，指两个相距1cm、面积为1cm2
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➢ 电解分析法：
应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上 析出的金属的质量，依此进行分析的方法。也称 电重量法。
➢ 极谱分析法：
以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来 进行分析的方法。
➢ 库仑分析法：
应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消 耗的电量来进行分析的方法。
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④ 使用pH玻璃电极应注意的问题
✓ 1）使用前须将电极在纯水中浸泡24小时以上，以保 持对H+的灵敏响应，同时使其不对称电位减小并达 到稳定。
✓ 2）测定待测液前，首先要用标准缓冲溶液进行校正 （定位）。
✓ 3）pH玻璃电极测定范围一般在1-10之间。
✓ 4）pH玻璃电极存在酸差和碱差。
动势E，根据E求得该
溶液的pH值。
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pH计
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(-)
(+)
Ag,AgCl HCl(0.1mol·L-1) 玻璃膜 试液 KCl(饱和) Hg2Cl2,Hg
pH玻璃电极
饱和甘汞电极
E 参 指示 甘 玻璃 甘 K ' 0.0591 pH
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⒈手动电位滴定的仪器装置
在滴定过程中， 每加一次滴定剂就 测量一次电池电动 势E，直至超过化 学计量点，然后根 据E和V的数据通 过不同的方法确定 滴定的终点，最后 以滴定剂体积和浓 度计算待测物质的 浓度。
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⒉ 滴定终点的确定
根据电池电动势的差值和标准缓冲溶液的pHs， 即可求得被测溶液的pH值。
▲ 求得的pH，不是从定义规定的pH，而是一个以 标准缓冲溶液pH为标尺的相对值。
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实际测量中，应尽量使溶液温度保持恒定。若温
度有变化应调整酸度计上的温度补偿器。
利用pH计测定pH值时，并不需要计算， 可在仪器表头上直接读出pH值。