第九章 电位法和永停滴定法 （课件）- 《分析化学》同步教学（中国中医药出版社）

1 第九章 电位法和永停滴定法 ◆学习目的⊙ ◆知识要求⊙ ◆能力要求⊙ 2 ◆学习目的 通过学习指示电极、参比电极、直接电位法、电位滴定法、永停滴定法等内容，了解电化学分析法的常见电极及其在溶液分析中的应用，会进行溶液pH的测定，能正确判断电位滴定法及永停滴定法的终点。为学习后续课程药物分析、药品分离检测技术等打下基础。 3 ◆知识要求 1．掌握指示电极、参比电极的概念；直接电位法测定溶液pH的原理和方法；永停滴定法的原理及应用。 2．熟悉电位滴定法的原理、特点。 3．了解电位滴定法确定终点的方法及电位法测定其他离子浓度的方法。 4 ◆能力要求 熟练掌握pH计的操作技术和用直接电位法测定溶液的pH；熟练掌握永停滴定仪的操作技术和确定滴定终点的方法；学会用电位滴定法确定滴定终点。 5 案例导入 牙膏是人们常用的一种日用化妆品。随着科技发展，人们发现了氟化物有预防龋齿的作用，有研究证明，常用含氟牙膏，龋齿发病率可降低40％ 左右。但同时氟是一种有毒物质，过量的氟不但会造成牙齿单薄，更会降低骨头的硬度。那我们应如何控制含氟牙膏中氟的含量呢？ 实验表明，含氟牙膏中氟的含量极低，利用化学分析的方法已无法测定其中氟的含量，现检测机构常采用电位法进行测定。 6 6 第一节 电化学分析概述 第一节概 述 7 第一节概 述 1．金属基电极 （1）金属-金属离子电极 （2）金属-金属难溶盐电极 （3）惰性金属电极 （一）指示电极 电位值随溶液待测离子浓度的变化而变化的电极 称为指示电极。一般分为以下两大类： 二、指示电极与参比电极 8 第一节 概述 2．离子选择性电极 离子选择性电极（ISE）也称膜电极，是20世纪60年代发展起来的一类新型电化学传感器，是一种利用选择性的电极膜对溶液中的待测离子产生选择性的响应，而指示待测离子浓度的变化的电极。其产生电位的机制是基于离子的交换与扩散。 9 第一节 概述 （二）参比电极 定义：电位值不随待测离子浓度的变化而变化，具有恒定电位值的电极,称为参比电极。 常用的参比电极是甘汞电极、银–氯化银电极，下面重点介绍这两种参比电极 。 10 第一节 概述 1.甘汞电极 甘汞电极是由金属汞、甘汞(Hg2Cl2)和KCl溶液组成。如右图 电极反应式：Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2Cl- 11 第一节 概述 25℃（298.15K）时，其电极电位表示为： 可以看出，甘汞电极的电位随氯离子浓度的变化而变化，当氯离子浓度一定时，则甘汞电极的电位就为一定值。 12 第一节 概述 在25℃时，三种不同浓度的KCl溶液的甘汞电极的电位分别为： KCl溶液浓度 0.1mol/L 1 mol/L 饱和 电极电位(V) 0.3337 0.2801 0.2412 在电位分析法中最常用的参比电极是饱和甘汞电极（SCE）。其电位稳定，构造简单，保存和使用都很方便。 13 第一节 概述 2.银-氯化银电极 银-氯化银电极是由涂镀一层氯化银的银丝浸入到一定浓度的氯化钾溶液中所构成。如右图 14 第一节 概述 由于银-氯化银电极结构简单，可以制成很小的体积，因此，常用作其他离子选择电极的内参比电极。 15 第一节 概述 课堂互动 请问，甘汞电极和银-氯化银电极只能作为参比电极吗？为什么？ 16 第一节 概述 【点滴积累】 1．电化学分析法是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可分为：电导法、电位法、电解法和伏安法等。 2．指示电极是电极的电位值随溶液中待测离子浓度的变化而变化的电极，一般分为金属基电极和离子选择性电极两大类。 3．参比电极在一定条件下具有恒定电位值，常见的参比电极有甘汞电极和银–氯化银电极。 17 第二节 直接电位法与应用 第二节 直接电位法与应用 直接电位法是根据电池电动势与待测组分浓度之间的函数关系，通过测定电池电动势而直接求得试样中待测组分的浓度的电位法。通常用于溶液的pH测定和其他离子浓度的测定。 18 第二节 直接电位法与应用 一、溶液的pH测定 电位法测定溶液pH，目前最常用的指示电极是pH玻璃电极、最常用的参比电极是饱和甘汞电极。下面着重介绍pH玻璃电极。 19 第二节 直接电位法与应用 （一）玻璃电极 1 . pH玻璃电极的构造 pH玻璃电极的构造如图所示。它的主要部分是电极下端接的玻璃球形薄膜，球膜是有特殊成分的玻璃制成，膜内盛有一定浓度的KCl的pH缓冲溶液，作为内参比液，溶液中插入一支银-氯化银电极作为内参比电极。 20 第二节 直接电位法与应用 2 . pH玻璃电极电位的产生 玻璃电极