电导分析法.

电导分析2.

电导分析法(2) 课题导入: 前面学过了电导分析法的基本原理,以及电导和浓度的关系。下面我们继续学习怎样利用电导进行浓度的测量。 三、溶液电导的测量 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。 1.电导池 电导池是有两个电导电极构成。电导电极一般由两片平行的铂制成的。 测量电导的铂黑电极,表面积大,电流密度小,极化作用也就小,用于测量电导率高的溶液。在测量低电导率的溶液时,铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象,这时不宜用光亮铂电极。 2.溶液电导的测量方法 电阻分压法,平衡电桥法,不平衡电桥法。平衡电桥法的原理如下:

四、影响溶液电导测量的因素 1.电极极化的影响 所谓极化是指电导池中发生的电解现象。因为溶液电解后,使阳极的电位值增加,阴极的电位值减小,即两极分化,极化由此得名。影响电导测量的极化有浓差极化和化学极化。 若电导池上加一直流电压,电导池中即发生电解作用,电极反应速率要比离子迁移速率快得多,瞬时后,阳极或阴极的表面附近溶液中离子供不应求,导致电极周围的离子浓度比电导池中溶液的离子浓度低得多,形成浓差极化。电流密度越大,浓差极化越严重。浓差极化的存在使电极与溶液的接触面之间没有平衡状态存在,造成误差。 化学极化是由于电解物在电极与溶液之间形成电阻。例如,测量NaCl溶液的电导时,带负电荷的C1移向正极后失去电子变成C12,Cl2附着在电极表面形成一层气泡,使电极与溶液隔绝,相当于电阻增加。 消除浓差极化和化学极化的主要措施是用交流电源供电。因交流电源不断改变外加电压的方向,使每次电流流动所引起的极化,被下次电流流动反方向抵消,所以发生的浓差极化也相应抵消。 此外,也可用加大电极表面积的办法,即在电极表面镀上一层粉末状的铂黑以加大电极表面积,减小电流密度。但测量低电导时,铂黑会吸附大量溶液,使电导不稳定,影响结果的准确性。

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。 (3)pJ用于这续、门功和遥控测定由于电位分析测量的是电学信号,所以可方便地将其传播、放大,也pI作为反馈信号来遥控测定和控制。 (4)灵敏度高、选样性好、更现性电伦分析法的灵敏度高。例如直接电位法的一般 pJ测离子的浓度范围为https://www.360docs.net/doc/c01201850.html,/10’一10 i m01/I‘个别可达10☆mol/I—l对H’的浓度还可以更 低;而电位滴定这的灵敏皮则吏向。电位分析法还具有较好的选择性和重现性,有些已经作

第二章电化学分析法概论

第二章电化学分析法概论 教师:李国清 一. 教学目的: ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点: ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三.教学难点: 电池的表示方法、电极的分类 四.教具:多媒体计算机。 五.教学方法:讲授、演示、提问、讨论。 六.教学过程: §1. 电化学分析的定义及特点: 一、电化学分析: 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点: 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法,不需要标准物质做比较,仅参考法拉第常数,误差为0.0001% 2、灵敏度高; 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L,伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件,大大提高测定的选择性 4、分析速度快; 5、测定范围宽:电导、电位、电解分析法可测定常量组分,而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单

§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类: 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.电导分析法 (1)电导滴定法:通过电导的突变来确定滴定终点,然后计算被测物质的含量。(2)直接电导法:直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2.电位分析法 电位分析法:用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池,在零电流条件下测定电池的电动势,依此进行分析的方法。包括:⑴直接电位法⑵电位滴定法3.电解分析法 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。 4. 库仑分析法 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。分为: ⑴控制电位库仑分析法:直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法:用恒电流在100%的电流效率下进行电解,使电解过程中产生一种物质,该物质与被测物进行定量的化学反应,反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示,根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5.极谱法和伏安法 两者都是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。 ⑴极谱法:使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极,称为极谱法。 ⑵伏安法:使用表面静止的液体或固体电极,称为伏 安法。

选修4第四章《电化学基础》教材分析与教学建议(常芸)

选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议 荔湾区教育发展研究中心常芸 一、教材分析 1、地位和作用 (1)本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容,也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。 (2)本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深,同时,在学习了前面溶液中离子平衡知识已经为学生建立了微观、动态、相互作用的认识深度,并且建立了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路,因此电化学是对氧化还原反应、离子反应等知识进行深化和应用。 (3)本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上,通过对碱性锌锰干电池(一次电池)、铅蓄电池(二次电池)、燃料电池、电镀、金属精炼的分析,体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发展和进步的重要作用。其中涉及的“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。 (4)通过对金属腐蚀和防护原理和实验的探究,培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力(理论联系实际)。 2、知识结构 本章的知识结构为:

二.课程标准、考试说明对本章的要求 三、课时分配建议 第一节原电池(含原电池的设计)1课时 第二节化学电源 【一、二次电池、燃料电池】1课时 第三节电解池2课时 第四节金属的电化学腐蚀与防护2课时 复习2课时 测验、评讲2课时 合共10课时。 四、各节教学目标 (1)知识与技能: ①在氧化还原的知识基础上,进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。 ②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。 ③了解金属腐蚀的原理与种类,认识金属腐蚀的危害,知道防止金属腐蚀的方法。(2)过程与方法: ①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过

电导分析法的基本原理

电导分析法的基本原理 一、电解质溶液的导电性能 电解质溶液和非电解质溶液的最显著的差别是:前者能够导电,后者不能。前者能够导电是因为电解质在水溶液中能够电离,生成阳离子和阴离子,在电场作用下他们将向相反方向移动,形成电流,产生导电现象。因此电解质溶液是一种离子导体。离子导体还包括熔盐、固体电解质、离子交换树脂膜等,所以电解质泛指有一定离子导电性的物相。 1、调节恒温水浴温度为25.00±0.1℃ 2、配制标准溶液要用去离子水或二次蒸馏水。 将电导率仪常数调节器置于电导池常数的相应位置,并将电导仪调至相应的量程档,对该档进行校正,指针能满量程指示。分别将电导率标准溶液放入恒温在20℃的恒温槽内,用电导率仪直接测量恒温在20℃的电导率标准溶液,重复测量3次。 使用方法: 1、未开电源开关前,观察表针是否指零,如不指零,可调正表头上的螺丝,使表针指零。 2、将校正、测量开关K2扳在“校正”位置。 3、插接电源线,打开电源开关,并预热数分钟(待指针完全稳定下来为止)调节“调正” 调节器使电表指示满度。 4、 电导、电导率、摩尔电导率的概念 (1)电导(conductance) 描述离子导体(电解质溶液等)的导电能力时常采用电阻R的倒数——电导G来描述,即 式中,电导G的单位是S[西门子(siemens)],1S=1Ω-1;R的单位为Ω(欧);l为导体的长度,m;A为导体的截面积,m2;ρ为电阻率,Ω·m。电导的数值除与电解质溶液的本性有关外还与离子浓度、电极大小、电极距离有关。 (2)电导率(conductivity) 电导率k是电阻率的倒数 K的单位是S/m或1/(Ω·m)。k是电极距离为1m,且两极板面积均为1 m2时电解质溶液的电导,故k有时亦称为比电导。K的数值与电解质种类、温度、浓度有关。若溶液中含有B种电解质时,则该溶液的电导率应为B种电解质的电导率之和,即 (3)摩尔电导率(molar conductivity)

第四章电化学与电位分析法

第四章 电化学与电位分析法 一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成?如何表达电池的图示式?电池的图示式有那些规定? 2.电池的阳极和阴极,正极和负极是怎样定义的?阳极就是正极,阴极就是负极的说法对吗?为什么? 3.电池中"盐桥"的作用是什么?盐桥中的电解质溶液应有什么要求? 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示?应注意什么问题?何谓式量电位?如何表示? 5.电极有几种类型?各种类型电极的电极电位如何表示? 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极? 7.何谓电极的极化?产生电极极化的原因有哪些?极化过电位如何表示? 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应,计算电动势。这些电池是原电池还是电解池?极性为何?(设T 为25℃,活度系数均为1) (1)Pt│Cr 3+(1.0×10-4mol·L -1),Cr 2+(0.10mol·L -1)‖Pb 2+(8.0× 10-2mol·L -1)│Pb 已知: 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ+++=-=- 已知: 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++== (3)Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L -1)‖HClO 4(0.100mol·L -1 )│Cl 2(50663Pa),Pt 已知: 22//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ +-== (4)Bi│BiO +(8.0×10-2mol·L -1),H +(1.00×10-2mol·L -1)‖I-(0.100mol·L -1),AgI(饱和)│Ag 已知: 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么?它可以分成哪两类分析方法?它们各有何特点? 10.以氟离子选择性电极为例,画出离子选择电极的基本结构图,并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵

第十一章 电导分析法

第十一章电导分析法 1.在25℃时,用面积为1.11cm2,相距1.00cm的两个平行的铂黑电极来测定纯水的电导,其理论值为多 少? 解:已知A=1.11cm2, l=1.00cm 查表知,H+、OH-离子的极限摩尔电导率分别为 λH+=349.82×10-4S·m2·mol-1,λOH-=349.82×10-4S·m2·mol-1 纯水的极限摩尔电导率Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S·m2·mol-1 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为10-7mol·L-1,即c=10-4mol·m-3 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S·m-1 所以纯水电导率为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2=6.08×10-8S 2.用电导池常数为0.53cm-1的电导池测得某硝酸溶液的电导为22.7mS,计算该硝酸溶液的物质的量的 浓度。 解:电导池常数θ=l/A=0.53cm-1=53m-1, G=22.7mS 由条件,得G=c·Λm/θ, Λm=λH+ +λNO3- 则 6. 28 10 ) 44 . 71 82 . 349 ( 53 10 7. 22 4 3 = ? + ? ? = Λ ? = - - m G c θ mol·m-3 即c=0.0286mol·L-1 3.在电池中,放有两支面积为1.25×10-4m2的平行电极,相距0.105m,测得某溶液的电阻为1995.6Ω, 计算池常数和溶液的电导率。 解:已知A=1.25×10-4m2, l=0.105m, R=1995.6Ω 池常数 840 10 25 .1 105 .0 4 = ? = = - A l θ m-1 由G=1/R=k/θ得到:k=θ/R=840/1995.6=0.421S·m-1 4.某电导池内装有两个直径为4.0×10-2m并相互平行的圆形电极,电极之间的距离为0.12m,若池内盛 满浓度为0.1mol·L-1的AgNO3溶液,并施加20V电压,则所测电流强度为0.1976A。试计算池常数、溶液的电导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。 解:已知A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol·L-1=100mol·m-3 池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1 溶液的电导G=i/E=9.88×10-3S 电导率k=G·θ=9.88×10-3×95.5=0.943S·m-1 Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1 5.用一个具有池常数为555m-1的电导池测得饱和AgCl水溶液的电阻值为67953Ω(298K),实验用水的 电导率为8×10-5S·m-1。计算AgCl的溶度积。 解:k 溶液 =θ/R=555/67953=8.167×10-3S·m-1 k AgCl= k溶液-k水=8.167×10-3-8×10-5=8.087×10-3S·m-1 以于AgCl的离解平衡,AgCl==Ag+ + Cl-, a(Ag+)=a(Cl-) k AgCl=a(Ag+)·λAg+ + a(Cl-)·λCl-=a(Ag+) (λAg+ + λCl-) 即8.087×10-3= a(Ag+)× (61.9+76.34)×10-4 则a(Ag+) =0.585mol·m3=5.85×10-4=mol·L-1 K sp-AgCl= a(Ag+)·a(Cl-)=(5.85×10-4)2=3.42×10-7 6.给出下列滴定体系的电导滴定曲线:(1)用KCl滴定AgNO3;(2)用LiCl滴定AgAc. 解:

仪器分析[第二章电位与电导分析法]山东大学期末考试知识点复习

第二章 电位与电导分析法 重点内容概要 一、电位分析法 1.电位分析基本原理与过程 将两支电极(如饱和甘汞电极和玻璃电极)放入溶液,测量时 (1)两支电极间的电位差△E=E+一E-十E L= E测; (2)在两支电极间施加一个反向的外加电压E外,且E外=E测,并使外加电压随两支电极间电位变化; (3)E外与E测大小相等,方向相反,则电路中I=0,即测定过程中并没有电流流过电极; (4)电位分析时的两支电极分别称为参比电极和指示电极; (5)由于参比电极保持相对恒定,测定不同溶液时,两电极间电动势变化反映指示电极电位变化,指示电极电位与试样溶液中待测组分活度有关,故由电动势的大小可以确定待测溶液的活度(常用浓度代替)大小。 2.液体接界电位(E L) 液体接界电位:在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上,存在着微小的电位差,称之为液体接界电位。 液体接界电位的产生是由于两种溶液中存在的各种离子具有不同的迁移速率而引起的。如果两种溶液组成相同,浓度不同,接触时,高浓度区向低浓度区扩散,由于正负离子迁移速率不同,溶液两边分别带有电荷,也出现液界电位。

3.参比电极与指示电极 参比电极:电极电位不随测定溶液和浓度变化而保持相对恒定的电极。 指示电极:电极电位随测量溶液和浓度不同而变化。 三种参比电极:标准氢电极(标准,不常用);甘汞电极;银-氯化银电极。 五种指示电极: ①第一类电极——金属-金属离子电极,一个相界面; ②第二类电极——金属-金属难溶盐电极,两个相界面(常用作参比电极); ③第三类电极——汞电极; ④惰性金属电极; ⑤膜电极——最重要的一类电极。 4.膜电极(离子选择性电极)——最重要的一类电极 (1)特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。 (2)膜电极的关键是选择膜的敏感元件。 (3)敏感元件有单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等。 (4)膜内外被测离子活度不同从而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到待测溶液中,则电池结构为

仪器分析作业参考答案

第二章 电化学分析法 6.计算[OH –] = 0.05 mol/L ,p(O2)=1.0×103 Pa 时,氧电极的电极电势,已知O2 +2H2O+4e= 4OH –,φθ=0.40 V 。 解:根据能斯特方程 ()ln (Re )RT a Ox nF a d θ??=+ 代入数据计算得?=0.438V 7. 试从有关电对的电极电势,如?θ(Sn2+/Sn )、?θ(Sn4+/Sn2+)及?θ(O2/H2O ),说明为什么常在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化? 答:?θ值较大的电对中的氧化态物质能和?θ值较小的电对中的还原态物质反应。所以在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化\ 11. 下述电池中溶液,pH = 9.18时,测得电动势为0.418 V ,若换一个未知溶液,测得电动势为0.312 V ,计算未知溶液的pH 值 玻璃电极 ) (H x s a a 或+饱和甘汞电极 答:根据pH 的实用定义公 式: F /RT .E E 3032s x pHs pHx -+ =, 代入数据得PH=7.39 12. 将ClO4-离子选择性电极插入50.00 mL 某高氯酸盐待测溶液,与饱和甘汞电极(为负极)组成电池,测得电动势为358.7 mV ;加入 1.00 mL 、0.0500 mol /L NaClO4标准溶液后,电动势变成346.1 mV 。求待测溶液中ClO4-浓度。 答:根据 /0.059(101)s s x n E x c V c V ±?= -,代入数据 Cx=1.50?10-3mol/L 第五章 气相色谱分析法 6.当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽; (2)保留时间缩短,峰形变窄; (3)保留时间延长,峰形变宽; (4)保留时间缩短,峰形变窄。 11. 分析某种试样时,两个组分的相对保留值r21=1.11, 柱的有效塔板高度H=1mm ,需要多长的色谱柱才能完全分离? 解:根据公式 21212121 11(()r r R r r --= 得L=3.67 m

仪器分析[第二章电位与电导分析法]山东大学期末考试知识点复习

第二章电位与电导分析法 重点内容概要 一、电位分析法 1.电位分析基本原理与过程 将两支电极(如饱和甘汞电极和玻璃电极)放入溶液,测量时 (1)两支电极间的电位差△E=E +一E - 十E L = E 测 ; (2)在两支电极间施加一个反向的外加电压E 外,且E 外 =E 测 ,并使外加电 压随两支电极间电位变化; (3)E 外与E 测 大小相等,方向相反,则电路中I=0,即测定过程中并没有 电流流过电极; (4)电位分析时的两支电极分别称为参比电极和指示电极; (5)由于参比电极保持相对恒定,测定不同溶液时,两电极间电动势变化反映指示电极电位变化,指示电极电位与试样溶液中待测组分活度有关,故由电动势的大小可以确定待测溶液的活度(常用浓度代替)大小。 2.液体接界电位(E L ) 液体接界电位:在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上,存在着微小的电位差,称之为液体接界电位。 液体接界电位的产生是由于两种溶液中存在的各种离子具有不同的迁移速率而引起的。如果两种溶液组成相同,浓度不同,接触时,高浓度区向低浓度区扩散,由于正负离子迁移速率不同,溶液两边分别带有电荷,也出现液界电位。 3.参比电极与指示电极 参比电极:电极电位不随测定溶液和浓度变化而保持相对恒定的电极。

指示电极:电极电位随测量溶液和浓度不同而变化。 三种参比电极:标准氢电极(标准,不常用);甘汞电极;银-氯化银电极。 五种指示电极: ①第一类电极——金属-金属离子电极,一个相界面; ②第二类电极——金属-金属难溶盐电极,两个相界面(常用作参比电极); ③第三类电极——汞电极; ④惰性金属电极; ⑤膜电极——最重要的一类电极。 4.膜电极(离子选择性电极)——最重要的一类电极 (1)特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。 (2)膜电极的关键是选择膜的敏感元件。 (3)敏感元件有单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等。 (4)膜内外被测离子活度不同从而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到待测溶液中,则电池结构为 (5)当膜电极放入待测溶液中时,敏感膜位于待测溶液和内充溶液之间。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

最新电化学分析法(最全)

电化学分析法 [日期:2011-06-24] 来源:作者:[字体:大中小] 电化学分析法(electroanalytical chemistry)是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分,根据被测组分的电化学性质,通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比,所需仪器简单,有很高的灵敏度和准确度,分析速度快,特别是测定过程的电信号,易与计算机联用,可实现自动化或连续分析。目前,电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差),以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确,但操作相对麻烦,并且需要仪器,所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂,或者待测液混浊、有色,不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 ?基本原理 在电势分析法中,构成原电池的两个电极,其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化,称为指示电极;而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响,具有恒定的数值,称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池,通过测量原电池的电动势,即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M,根据能斯特公式,其电极电势可表示为:

第四章电化学分析法

第四章 电化学分析法 基本要求 1.了解玻璃电极的构造,掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2.掌握溶液的pH 值的测定方法。 PH x = PH s + 059 .0S x E E - 3.了解常见离子选择性电极的种类,掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法 膜=K+0.059lg (a i +a j ?K ij ) K ij = j i a a 利用K ij 估量某种干扰离子对测定造成的误差 相对误差= K ij 100)(?i n n j a a j i 4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法,计算溶液的离子浓度。 (1) 组成原电池 甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 (2) 比较法测定离子浓度 阳离子:s E E s x s x c c )(10-?= 阴离子:s E E s x x S c c )(10-?= s = nF RT 303.2 (3) 标准加入法测定离子活度 1)110 (-??-=s E x c c 0V c V c s s = ? nF RT s 303.2= 5.掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 V b a a V V ep ?-+ = 6.掌握永停滴定确定终点的方法。 典型例题解析 例1.当下列电池中溶液是pH=4的缓冲溶液时,电池电动势为0.209V 玻璃电极H + (a=x)‖SCN 当缓冲溶液由未知溶液代替时,测得电池电动势为0.312V,计算未知溶液的pH 值。 解:设标准pH 缓冲溶液为s ,待测溶液为x 。则

pH x =pH s + 059 .0s x E E - =4.00+ 059 .0209 .0312.0-=5.75 例2.用氯离子选择性电极测定果汁中氯化物含量时,在100ml 的果汁中测得电动势为-26.8mv ,加入1.00mL0.500mol/L 经酸化得NaCl 溶液,测得电动势为-54.2mv ,计算果汁中氯化物的浓度? 解:已知:L mol C s /500.0= ml V s 00.1= ml V x 100= mV E 8.261-= mV E 2.542-= 根据式=x C x S E s x s s V V V V C -+= ?10)( = 100 10)00.1100(500 .000.1059.00274.0-+?-=0.00499 0.531=2.59mol/L 10 3 -? 例3.用0.1052 mol/LNaOH 标准溶液电位滴定含25.00mlHCl 溶液,用玻璃电极作指示 计算:(1)用二阶微商计算法确定滴定终点体积; (2)计算HCl 溶液浓度。 解:(1)用滴定终点附近的几组数据,求出2 E /V 2正负号改变前后的数值。 则:

仪器分析习题解答第二_化学工业出社

北京化工大学 仪器分析习题解答 董慧茹编 2010年6月

第二章 电化学分析法习题解答 25. 解: pHs = , Es = pHx = pHs +059 .0Es Ex - (1) pHx 1 = + 059.0209 .0312.0- = (2) pHx 2 = +059 .0209 .0088.0- = (3) pHx 3 = +059 .0209 .0017.0-- = 26. 解: [HA] = L , E = [A -] = L , ΦSCE = E = ΦSCE - Φ2H+/H2 = - lg[H + ] [H + ] = k a ] [][- A HA = 01.001.0k a = - lg 01 .001.0k a lg k a = - k a = ×10 -5 27. 解: 2Ag + + CrO - 24 = Ag 2CrO 4 [Ag +]2 = ] [24- CrO Ksp

Ag CrO Ag SCE E /42φφ-= - = - [ + 2 24)] [lg(2059.0-CrO Ksp ] ][lg 24-CrO Ksp = - , ] [24- CrO Ksp = ×10-10 [CrO - 24 ] = 10 1210 93.6101.1--?? = ×10-3 (mol/L) 28. 解:pBr = 3 , a Br- = 10-3 mol/L pCl = 1 , a Cl- = 10-1 mol/L 百分误差 = - - --?Br Cl Cl Br a a K ,×100 = 3 1 31010106---??×100 = 60 因为干扰离子Cl -的存在,使测定的a Br- 变为: a -Br = a -Br +K --Cl Br .×a -Cl = 10-3 +6×10-3 ×10-1 =×10-3 即a -Br 由10-3 mol/L 变为×10-3mol/L 相差 - = pBr 单位 29. 解:

第四章电化学加工

第四章电化学加工 1.从原理和机理上来分析,电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术?原则上要采用哪些措施才能实现? 答:由于电化学加工从机理上看,是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换,使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的,可以控制微量、极薄层“切削”去除。因此,电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它,从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积,只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多,如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等,故综合控制起来还很不容易。 2.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程,而阴极沉积是还原过程? 答:从电化学过程来说,凡是反应过程中原子失去电子成为正离子(溶入溶液)的,称为氧化,反之,溶液中的正离子得到电子成为中性原子(沉积在阴极上)的称为还原,即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。例如在精炼电解铜的时候,在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下,失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液,而溶液中的Cu2+正离子在阴极上,得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。 3.原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极,与电解加工中的阳极和阴极有何区别?两者的电流(或电子流)方向有何区别? 答:原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极,一般都是较不活泼的金属或导电体,而其负极,则为较活泼的金属。例如干电池,正极为不活泼的石墨(碳)棒,负极为活泼金属锌,蓄电池的正极是不活泼的铅。金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。两种活泼程度不同的金属(导电体)在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差,电位较正的称为“正极”,流出电流(流入电子流),电位较低的流入电流(流出电子流)。电解加工时人为地外部加以电源,接电源正极称阳极,接电源负极的称阴极,阳极表面流出电流(流入电子流),阴极表面流入电流(流出电子流),两者的方向仍一致,见图4-1。

第十一章 电导分析法

第十一章电导分析法 (书后习题参考答案) 1.在25℃时,用面积为1.11cm2,相距1.00cm的两个平行的铂黑电极来测定纯水的电导, 其理论值为多少? 解:已知A=1.11cm2, l=1.00cm 查表知,H+、OH-离子的极限摩尔电导率分别为 λH+=349.82×10-4S·m2·mol-1,λOH-=349.82×10-4S·m2·mol-1 纯水的极限摩尔电导率Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S·m2·mol-1 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为10-7mol·L-1,即c=10-4mol·m-3 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S·m-1 所以纯水电导率为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2=6.08×10-8S 2.用电导池常数为0.53cm-1的电导池测得某硝酸溶液的电导为22.7mS,计算该硝酸溶液的 物质的量的浓度。 解:电导池常数θ=l/A=0.53cm-1=53m-1, G=22.7mS 由条件,得G=c·Λm/θ, Λm=λH+ +λNO3- 则 6. 28 10 ) 44 . 71 82 . 349 ( 53 10 7. 22 4 3 = ? + ? ? = Λ ? = - - m G c θ mol·m-3 即c=0.0286mol·L-1 3.在电池中,放有两支面积为1.25×10-4m2的平行电极,相距0.105m,测得某溶液的电阻 为1995.6Ω,计算池常数和溶液的电导率。 解:已知A=1.25×10-4m2, l=0.105m, R=1995.6Ω 池常数 840 10 25 .1 105 .0 4 = ? = = - A l θ m-1 由G=1/R=k/θ得到:k=θ/R=840/1995.6=0.421S·m-1 4.某电导池内装有两个直径为 4.0×10-2m并相互平行的圆形电极,电极之间的距离为 0.12m,若池内盛满浓度为0.1mol·L-1的AgNO3溶液,并施加20V电压,则所测电流强 度为0.1976A。试计算池常数、溶液的电导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。 解:已知A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol·L-1=100mol·m-3 池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1 溶液的电导G=i/E=9.88×10-3S 电导率k=G·θ=9.88×10-3×95.5=0.943S·m-1 Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1 5.用一个具有池常数为555m-1的电导池测得饱和AgCl水溶液的电阻值为67953Ω(298K), 实验用水的电导率为8×10-5S·m-1。计算AgCl的溶度积。 解:k 溶液 =θ/R=555/67953=8.167×10-3S·m-1 k AgCl= k溶液-k水=8.167×10-3-8×10-5=8.087×10-3S·m-1 以于AgCl的离解平衡,AgCl==Ag+ + Cl-, a(Ag+)=a(Cl-) k AgCl=a(Ag+)·λAg+ + a(Cl-)·λCl-=a(Ag+) (λAg+ + λCl-) 即8.087×10-3= a(Ag+)× (61.9+76.34)×10-4 则a(Ag+) =0.585mol·m3=5.85×10-4=mol·L-1 K sp-AgCl= a(Ag+)·a(Cl-)=(5.85×10-4)2=3.42×10-7 6.给出下列滴定体系的电导滴定曲线:(1)用KCl滴定AgNO3;(2)用LiCl滴定AgAc. 解:

电导分析法测定未知酸实验报告

电导的定分析法测定未知酸 实验目的和要求 1. 掌握电导率仪和测定溶液电导值的基本操作; 2. 了解电导电极的结构和使用; 3. 掌握电导滴定的基本原理和判断终点的方法。 实验原理 借助于滴定过程中离子浓度变化而引起的电导值的变化来判断滴定终点,这种方法称为电导滴定。以NaOH 标准溶液滴定HCl 溶液的电导滴定曲线来看。 在NaOH 溶液与HCl 的溶液的滴定中,各种离子的极限摩尔电导值如图中所示,在滴定开始是,由于H +的极限摩尔电导值较大,测定的溶液电导值也比较大;随着滴定进行,H +和OH +不断结合生成不导电的水,在H +离子浓度不断下降的同时不断增加同等数量的Na +离子,但是由于Na +离子导电能力小于H +离子,因此溶液的电导值也是不断下降的;在化学计量点以后,随着过量的NaOH 溶液不断加入,溶液中增加了具有较强导电能力的OH-离子,因为溶液的电导值也会不断增加。由此可以判断,溶液具有最小电导值是所对应的滴定剂体积为滴定终点。 实验仪器与试剂 1. DDS-307型电导率仪 2. DJS-1C 型铂黑电导电极 3. 磁力搅拌器一台 4. NaOH 标准溶液(0.1mol/L) 5. 未知浓度HCl 溶液 6. 10ml 移液管一只 7. 100ml 玻璃烧杯一个 实验步骤

1.滴定前准备 按照滴定分析基本要求洗涤、润洗滴定管,装入0.1000 mol/L的NaOH标准溶液,调 节滴定管液面至“0.00ml”处。 用移液管准确移取5.00ml未知浓度的HCl溶液于100ml玻璃烧杯中,加入50ml蒸馏 水稀释被测溶液,将烧杯置于磁力搅拌器上,放入搅拌棒。 安装好仪器,将电极插入被测溶液;调节仪器“长数”旋钮至电极上标明的数值一致; 将“测量/校正”开关置于“校正”档,调节仪器的“调正”旋钮,使仪器指针调节至100; 将“测量/校正”开关置于“测量”档,将仪器“量程”开关置于合适的量程,即可从仪器 表上读出被测溶液的电导值。 2.滴定过程和溶液电导值测定。 启动磁力搅拌器,按照下表依次滴加0.1000mol/L的NaOH标准溶液,将“测量/校正” 开关置于“校正”档调节仪器的“调正”旋钮,使仪器指针调节至仪器表100刻度,将“测 量/校正”开关拨回“测量”档,即可从仪器表盘上读出不同滴定体积时被测溶液的电导值, 每次读取电导值前,必须调节仪器指针至仪器表刻度100处。 实验数据处理 NaOH标准溶液体积0.00ml 0.50ml 1.00ml 1.50ml 2.00ml 2.50ml 3.00ml 溶液电导测定值4420 4090 3730 3380 3080 2750 2290 NaOH标准溶液体积 3.50ml 4.00ml 4.50ml 5.00ml 5.50ml 6.00ml 6.50ml 溶液电导测定值2110 1800 1500 1230 1210 1380 1580 NaOH标准溶液体积7.00ml 7.50ml 8.00ml 8.50ml 9.00ml 9.50ml 10.00ml 溶液电导测定值1780 1930 2140 2300 2490 2650 2830 NaOH标准溶液体积10.50ml 11.00ml 11.50ml 12.00ml 12.50ml 13.00ml 13.50ml 溶液电导测定值2980 3130 3280 3430 3570 3710 3870 1、滴定曲线的绘制 以测定的溶液浓度电导值为纵坐标,滴加的NaOH标准溶液体积为横坐标绘制电导滴 定曲线,并才用作图法在滴定曲线上去出滴定终点所对应的滴定剂体积。 绘图如下:

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