食品仪器检测技术项目一任务一电位分析法PPT课件

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1、 导课：同学们都拆过电池，电池里的结构是什么样的呢？ 1电化学定义： 它通常是使待分析的试样溶液构成一化学电池（电解池或原电池），然后根据所组成电池的某些物理量与其化学量之间的内在联系来进行测定一、电化学分析法概要第1页/共23页（1）根据待测试液的浓度与化学电池中某些物理量之间的关系进行分析的。它包括：电位、电导等分析法。（2）通过测量某一物理量的突变来指示滴定分析终点的方法，又称电滴定分析法。包括电导滴定、电位滴定等（3）通过电极反应，将待测物转变为金属或其它形式的氧化物，然后用重量法测定含量的方法。包括：电解分析法 2 分类第2页/共23页二、电位分析一、什么是电位分析法 利用被测量离子

2、浓度与电极电位之间的关系而建立起来的一种电化学分析方法，通过在零电流下测量电极电位进行定量分析。二、电位分析法分类 1、直接电位法 2、电位滴定法第3页/共23页基本原理一、电极电位 1、什么是电极电位 国 际 纯 化 学 与 应 用 化 学 联 合 会（IUPAC）规定：电极电位是所研究电极与标准氢电极（NHE）构成电池的电动势。电极电位是相对值，测量装置如下：电极电位是相对值，测量装置如下：第4页/共23页所测电位值即是M元素的电极电位。金属MV盐桥电位计氢电极P=1个大气压H2 PtaH+ =1mol/L M2+ （假设为二价，如Cu2+ ）第5页/共23页2、电极电位与待测离子浓度的关

3、系 （电位分析的理论依据）E池：电极电位R：气体常数（8.314焦耳/K摩尔）T：绝对温度（K=。C+273）n：电极反应中电子转移数F：法拉第常数（96487库仑）a：待测离子活度 lganF303RT. 2 lnanFRTE常数常数池第6页/共23页在一定实验条件下：lganF303RT. 2E常数池E池与lga呈线性关系。可得出a值。 电位分析法的理论依据。第7页/共23页二、电极1、参比电极：测量电极电位时，与所研究电极配对作为电位参比标准的电极。IUPAC规定，以标准氢电极（NHE）作为参比电极。并规定，氢离子活度为1和氢气压力为1个大气压的标准氢电极在任何温度下的电极电位为零。表示

4、为：NHE=0实际应用中多以甘汞电极（SCE）代替NHE作为参比电极。因为，NHE尽管有优点（电位稳定、重现性好），但是使用不方便；SCE使用方便，且电极电位也较易稳定。第8页/共23页 25时，甘汞电极（SCE）甘汞电极的电极电位（甘汞电极的电极电位（2525） 电极电位 (V) 0.3365 0.2828 0.2438KCl溶液浓度 0.1molL-1 1molL-1 饱和第9页/共23页2指示电极指示电极是一些电极电位随待测离子浓度定量变化的电极。分类金属基电极：在电极反应中有电子交换反应，即氧化 还原反应。 例如：Cu-Zn原电池中的Cu电极（还原）和Zn电极 （氧化）。膜电极：该种电

5、极的膜对某种离子具有选择性响应。 例如：pH玻璃电极（实际应用中最早的膜电极）第10页/共23页3复合电极 复合电极是一种将指示电极和参比电极组合在一起的电极形式。 复合复合pHpH电极由电极由pHpH玻璃电玻璃电极（指示电极）和极（指示电极）和Ag-Ag-AgClAgCl电极（参比电极）电极（参比电极）组成组成 第11页/共23页直接电位法及应用 直接电位法：由电极电位的变化直接求出 被测离子活度或浓度的分析方法。 应用：pH值 离子浓度的测量第12页/共23页一、测定pH值pH值定义是一种应用最早、应用最广泛的电位测定法。pHloglog1010HfaHPH pH phpNa pCl pX

6、第13页/共23页基本原理 E池与pH呈线性关系H10alogF303RT. 2E常数池pHF303RT. 2 常数 第14页/共23页E池与pH呈线性关系（斜率为2.303RT/F，且与温度有关，25时为0.05916v。）即25时：E池=常数+0.05916pH即pH值每变化1个单位，电池电动势变化59.16mv （25）。例： pH E (v) 4 0.50000 ？ 0.55916 （5）第15页/共23页装置 指示电极：pH玻璃电极 电极 参比电极：饱和甘汞电极（SCE） 电位计第16页/共23页第17页/共23页4 pH的测定 用已知 pH 值的标准缓冲溶液为基准，通过比较由标准缓

7、冲溶液参与组成和待测溶液参与组成的两个工作电池的电动势来确定待测溶液的 pH 值。 即测定一标准缓冲溶液（pHs）的电动势 Es，然后测定试液（pHx）的电动势 Ex。第18页/共23页4 pH的测定设：标准缓冲溶液设：标准缓冲溶液S S的的pHpH值为值为pHpHS S 待测溶液待测溶液X X的的pHpH值为值为pHpHX X外参比电极外参比电极标准缓冲溶液标准缓冲溶液S 或被测试液或被测试液X玻璃电极玻璃电极第19页/共23页则测量它们的则测量它们的ES、EX有：有：测量测量条件一致，故条件一致，故KS=KX，得到，得到：XXXSsSpHFRTKEpHFRTKE303.2303.2 F/R

8、T303. 2EEpHpHSXSX 注意选择与待测溶液注意选择与待测溶液pH 值相近的标准缓冲溶液值相近的标准缓冲溶液公式与电池组成有关公式与电池组成有关也可用于其它离子的测定也可用于其它离子的测定059. 0sXsXEEpHpH 25第20页/共23页课程总结：1归纳重点 完善不足1学生理解不透彻的在讲解一遍第21页/共23页练习练习 当下列电池中的溶液是当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶的缓冲溶液时，在液时，在25测得电池的电动势为测得电池的电动势为0.209V：当缓冲溶液由未知溶液代替时，测得电池的当缓冲溶液由未知溶液代替时，测得电池的电动势为电动势为(a)0.312V，(b)0.088V(c)-0.017V试试计算溶液的计算溶液的pH值。值。第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页