第9章电位分析法（课件）- 《分析化学》同步教学（冶金工业版）

分析化学 Analytical Chemistry 第一章 绪论 第二章 定量分析的一般步骤 第三章 误差分析数据的统计处理 第四章 滴定分析 第五章 酸碱滴定法 第六章 配位滴定法 第七章 氧化还原滴定法 第八章 重量分析法和沉淀滴定法 第九章 电位分析法 第十章 吸光光度法 第十一章 原子吸收光谱法 目录 分析化学 9-1 参比电极 9-2 指示电极 9-3 离子选择性电极 9-4 离子选择性电极的相关性质 9-5 直接电位法 9-6 电位滴定 9-7 电位仪的使用 目录 分析化学 9.1 参比电极 参比电极是用来提供电位标准的电极。 对参比电极的主要要求是： 电极的电位值已知且恒定； 电极的电位值受外界影响小，对温度或浓度没有滞后现象； 具备良好的重现性和稳定性。 电位分析法中常用的参比电极： 甘汞电极（最常用的是饱和甘汞电极(SCE) ） 银-氯化银电极 分析化学 9.1.1 甘汞电极 （1）电极组成和结构 甘汞电极组成： 纯汞、 Hg2Cl2-Hg混合物 KCl溶液 甘汞电极的结构： 分析化学 （2）甘汞电极的电极反应和电极电位 甘汞电极的半电池为： Hg，Hg2Cl2（固）︱KCl（液） 电极反应为： 25℃时电极电位为： 可见，在一定温度下，甘汞电极的电位取决于KCl溶液的浓度，当Cl-活度一定时，其电位值是一定的。 9.1.1 甘汞电极 分析化学 9.1.2 银-氯化银电极 （1）电极的组成和结构 将表面镀有AgCl层的金属银丝，浸入一定浓度的KCl溶液中，即构成银-氯化银电极。 其结构如图。 分析化学 （2）银-氯化银电极的电极反应和电极电位 银-氯化银电极的半电池为： Ag，AgCl（固）︱ KCl（液）。 电极反应为： 25℃时电极电位为： 一定温度下银-氯化银电极的电极电位同样也取决于KCl溶液中Cl-的活度。 9.1.2 银-氯化银电极 分析化学 9.2 指示电极 电位分析法中，电极电位随溶液中待测离子活（浓）度的变化而变化，并指示出待测离子活（浓）度的电极称为指示电极。 种类： 1、金属基电极 2、离子选择性电极（膜电极） 分析化学 金属基电极是以金属为基体的电极，其特点是：它们的电极电位主要来源于电极表面的氧化还原反应，所以在电极反应过程中都发生电子交换。 常用的金属基电极： （1）金属-金属离子电极（第一类电极） （2）金属-金属难溶盐电极（第二类电极） （3）汞电极（第三类电极） （4）惰性金属电极（零类电极） 分析化学 这类电极又称活性金属电极或第一类电极。它是由能发生可逆氧化反应的金属插入含有该金属离子的溶液中构成。 例如：将金属银丝浸在AgNO3溶液中构成的电极，其电极反应为 25℃时的电极电位为 9.2.1 金属-金属离子电极 分析化学 可见，电极反应与Ag+的活度有关，因此这种电极不但可用于测定Ag+的活度，而且可用于滴定过程中，由于沉淀或配位等反应而引起Ag+活度变化的电位滴定。 组成这类电极的金属有银、铜、镉、锌、汞等，铁、钴、镍等金属不能构成这种电极。 金属电极使用前应彻底清洗金属表面。清洗方法是：先用细砂纸（金相砂纸）打磨金属表面，然后再分别用自来水和蒸馏水清洗干净。 9.2.1 金属-金属离子电极 分析化学 又称第二类电极。它由金属、该金属难溶盐和难溶盐的阴离子溶液组成。 甘汞电极和银-氯化银电极就属于这类电极。 其电极电位随所在溶液中的难溶盐阴离子活度变化而变化。例如银-氯化银电极可用来测定氯离子活度。 优点：制作容易、电位稳定、重现性好，因此主要用做参比电极。 9.2.2 金属-金属难溶盐电极 分析化学 汞电极是第三类电极的一种，它是由金属汞浸入含少量Hg2+-EDTA配合物及被测金属离子Mn+的溶液中所组成。 电极体系可表示为： 25℃时汞的电极电位为： 可见在一定条件下，汞电极电位仅与[Mn+]有关，因此可用做以EDTA滴定 Mn+的指示电极。 9.2.3 汞电极 分析化学 又称零类电极。它是由铂、金等惰性金属（或石墨）插入含有氧化还原电对（如 Fe3+ /Fe2 + ，Ce4+/Ce2+（铈），I3 -／I -等）物质的溶液中构成的。 例如：铂片插入含Fe3+ 和Fe2 + 的溶液中组成的电极，其电极组成表示为：Pt︱Fe3+，Fe2+ 电极反应为 25℃时电极电位为： 可见，这类电极的电位能指示出溶液中氧化态和还原态离子活度之比。但是，惰