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第八章 电位分析法

第八章  电位分析法
第八章  电位分析法

第八章 电位分析法

(书后习题参考答案)

1.下述电池用于测定p -24CrO

Ag ︱Ag 2CrO 4(饱和),-24

CrO

(x mol·L -1)‖SCE

(1)不计液接电位导出电池电动势与p -

24

CrO 的关系式。 (2)测得电池电动势为-0.285V ,计算p -24

CrO

已知 Ag +

+ e ?Ag E o

=0.799 V ; 12

CrO Ag SP,10

1.142-?=K

解:(1)

]

lg[059.0/0

/+

--=-=+

+Ag E

E E E E Ag

Ag

SCE Ag Ag SCE 电池

K sp =[Ag +]2[CrO 42-] 所以

-

+

-

-=+

?--=-

-=---24

2

059

.0204.0]

lg[2

059

.0)101.1lg(2059.0799.0242.0][lg

2

059.024

12

24

/0CrO

sp Ag

Ag

SCE p CrO

CrO

K E

E E 电池

(E

p CrO 9.3392.624

--=-

)

(2)E 电池=-0.285V

75.2)285.0(9.3392.624=-?--=-CrO p ([CrO 42-]=1.80×10-3mol·L -1

)

2.一个天然水样中大约含有1.30?l03μg·mL -1 Mg 2+ 和4.00?l02 μg·mL -1Ca 2+,用Ca 2+

离子电极直接法测定Ca 2+ 浓度。求有Mg 2+ 存在下测定Ca 2+ 含量的相对误差。已知Ca 2+电极对Mg 2+

的选择性系数为0.014。

解:%

6.7%10040

10

00.42410

30.1014.02

3

=????=

D

3.测得下述电池的电动势为0.275 V . Mg 2+ 离子选择电极︱Mg 2+

(a =1.15?l0-2 mol·L -1)‖ SCE

(1)用未知溶液取代已知镁离子活度的溶液后,测得电池的电动势为0.412V ,问未知液的p Mg 是多少?

(2)假定由液接电位造成的误差为±0.002 V ,则Mg 2+ 离子活度的真实值在什么范围以内? 解: E

电池=E SCE -E 膜+E

接界

+

-

2lg 2

059.0Mg a K

依条件,有

)

10

15.1lg(2

059.0275.02

-?-

=K 则K =0.218

(1)因为]

lg[2059

.0412.02+

-

=Mg K

a Mg 2+

=2.65×10-7mol·L -1 (p Mg=6.58)

(2)ΔE =±0.002V , 即002

.02059

.0±=?pMg Δp Mg=±0.078, p Mg=6.51~6.65

则a Mg 2+

的范围:2.27×10-7~3.10×10-7mol·L -1

或]

lg[2059

.0002.0218.0412.02+

-

±=Mg

a Mg 2+

1=2.27×10-7mol·L -1 a Mg 2+

2=3.10×10-7mol·L -1 或

6

.15229.39.3100±=??±=?±=??E n c

c

Δc =±0.156×c =±0.156×2.65×10-7

=±0.41×10-7 mol·L -1

4. 测得下述电池的电动势为0.672V 。

Pt ,H 2(1.013?105 Pa)︱HA(0.200 mol·L -1), NaA(0.300 mol·L -1

)‖SCE 计算弱酸HA 的电离常数,液接电位忽略不计。 解:液接电位忽略不计,已知E =0.672V

3

.02.0lg

059.0lg 059.0242.0)lg(059.0]

lg[059.02

2

/0

/--=?

-=--=-=-

+

++

a A HA a SCE H

H

SCE H H SCE K c c K E H E

E E E E 电池

3.02

.0lg

059.0lg 059.0242.0672.0--=a K K a =7.73×10-8

5.取10mL 含氯离子水样,插入氯离子电极和参比电极,测得电动势为200 mV ,加入

0.1 mL0.1 mol·L -1

的NaC1标准溶液后电动势为185 mV 。已知电极的响应斜率为59mV 。求水样中氯离子含量。 解:已知E 1=0.200V , E 2=0.185V

??????+-=-=)101.01.0lg(059.0lg 059.02

1x x

c K E c K E

下式减上式,得x

x c c 3

10

lg

059.0015.0-+=

则c x =1.26×10-3mol·L -1

6.用氟离子选择电极测定天然水中的氟离子的含量。取水样25.00 mL ,用离子强度调节剂稀释至50.00 mL ,测得其电位为88.3 mV 。若加入5.0?10-4 mol·L -1的标准氟离子溶液0.50 mL ,测得的电位为68.8 mV 。然后再分别加入标准氟离子溶液0.50 mL 并依次测定其电位,得到下列数据(空白值为0):

次数 0 1 2 3 4 5 E /mV 88.3 68.8 58.0 50.5 44.8 40.0 已知该氟离子选择电极的实际斜率为58.0 mV /p F -。试分别用标准加入法和格氏作图法(空白试验直线通过0点).求天然水中氟离子的含量。

解:标准加入法:

1

6

58

/5.194

/1023.4)110(50

.05050

.0100.5)

10

(----???=-+??=

+-

+=L

mol V V V V V V c c s

x x S

E s

x s s x

则天然水中F -含量为:4.23×2=8.46×10-6mol·L -1

采用格氏作图法,结果为:8.40×10-6mol·L -1

7.下述电池:玻璃电极│H +(未知液或标准缓冲液)‖SCE

25℃时测得pH s =4.00的缓冲液的电动势为0.209V 。当缓冲液由未知液代替,测得的电动势分别为:(1)0.312V ;(2)–0.017V ;计算未知液的pH x 值。 解:

接电池E H E

E E E E E H H

SCE H H SCE +--=+-=+

+

+]lg[059.02

2

/0

/

pH K E pH E E H H SCE 059.0059.02

/0

+=++-=+

接 K =E 电池–0.059pH=0.209 – 0.059×4.00= –0.027

(1)75

.5059.0)

027.0(312.0059.0=--=-=K E pH 电池 (2)

17

.0059

.0)

027.0(017.0059

.0=---=

-=

K E pH 电池

或依条件,有s

s x x

pH

E E pH

+-=

059

.0

(1)

75

.500.4059.0209

.0312.0=+-=x

pH

(2) 17

.000.4059

.0209

.0017.0=+--=

x

pH

8.某pH 计的指针每偏转1个pH 单位,电位改变60mV 。今欲用响应斜率为50mV/pH 的玻璃电极来测定pH=5.00的溶液,采用pH=2.00的标准溶液定位,测定结果的绝对误差为多大(用pH 表示)?而采用pH 为4.01的标准溶液来定位,其测定结果的绝对误差为多大?由此可得到何重要结论? 解:E 电池=K + S ·pH

120=K + 50×2(pH=2.00定位) 得到K =20 E 测=20 + 50×5=270mV ,E 理=5×60=300mV 则ΔE = –30mV ,即–0.5pH

或pH x =pH s +ΔE /60 pH x =2.00 + (250–100)/60=4.50 ΔpH=4.50–5.00= –0.5

试液和标准溶液pH 值之差所引起的电位变化为: ΔE =50×(5.00–2.00)=150mV

ΔE 相当于pH 值的改变为:ΔpH=150/60=2.50pH 实际测量得到的pH 值为:2.00 + 2.50=4.50 故绝对误差为:4.50–5.00= –0.50pH

若以pH=4.01的标准溶液来定位,同上得到: ΔE =50×(5.00 – 4.01)=49.5mV

ΔE 相当于pH 值的改变为:ΔpH=49.5/60=0.83pH 实际测量得到的pH 值为:4.01 + 0.83=4.84 故绝对误差为:4.84–5.00= –0.16pH

由上得到一个重要结论:选用不同pH 值标准溶液定位,其绝对误差不同.为了得到精确结果,应选用与试液pH 值相近的标准溶液定位.

9.用混合溶液法测定中性载体电极膜K +

离子电极的选择性系数得如下数据: [K +]/mol·L -1 10- 5 10-4 10-3 10-2 10-1 1.0 E /mV –38 –38 –23 –8 6 21 [Na +]=10-1 mol·L -1。计算K K+·Na+

解:后四点:E =14.6lg c K +

+ 20.9, R 2=0.998

当E = –38mV 时, c K +

=3.26×10-4mol·L -1

则3

1

4

,10

26.31010

26.3---?=?=

++Na K K mol·L -1

10.两支性能相同的氟电极,分别插入体积为25mL 的含氟试液和体积为50mL 的空白溶液中(两溶液含相同的离子强度调节剂)。两溶液间用盐桥相连接,测量此电池的电动势。

向空白溶液中滴加浓度为1×10-4 mo1·L -1

的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零,所消耗标准溶液的体积为5.27mL 。计算试液的含氟量。

解:

6

4

10

535.927

.55027

.510

1--?=+??=

-F c mol·L -1

即18

.0=-

F c

mg·L -1

11.为什么不能用伏特计或普通电位计来测量玻璃电极组成的电动势?用玻璃电极测量溶液的pH 值时,为什么要用标准缓冲溶液校准?

答:离子选择电极的内阻很高,尤其以玻璃电极为最高,可达108Ω数量级,故不能采用普通电位计来测量其电位,否则会引起较大的测量误差.

若用普通电位计测量电极所组成电池的电动势时,其指示平衡点的检流计的灵敏度为10-9A(即电流的测量误差可低至10-9A),玻璃电极的内阻为108Ω.当微小电流(10-9A)流经电

极时,由于电压降所引起的电动势测量误差可达:ΔE =Δi ×R =10-9×108

=0.1V

电动势的测量误差为0.1V ,它相当于近1.7个pH 单位.因此,不能用普通电位计或伏特计来测量玻璃电极的电位.

为了消除或样正液接电位和不对称电位,用标准缓冲溶液校准仪器.测定结果的准确度,首先决定于标准缓冲溶液pH S 值的准确度。用于校准pH 电极的标准缓冲溶液必须仔细选择和配对。此外,还应使标准缓冲溶液和未知溶液的pH 值和组成尽可能接近,这样可以减小测定误差。液接电位和不对称电位恒定不变.

酸度计是以pH 单位作为标度的,在25℃时,每单位pH 标度相当于0.059V 的电动势变化值.测量时,先用pH 标准溶液来校正酸度计上的标度,使指示值恰恰为标准溶液的pH 值.换上试液,便可直接测得其pH 值.由于玻璃电极系数不一定等于其理论值(在25℃时,0.059V/pH),为了提高测量的准确度,故测量时所选用的标准溶液pH 值应与试液的pH 值相接近.

12.为什么离子选择性电极对待测离子具有选择性?如何估量这种选择性?

答:离子选择性电极,都具有一个传感膜,或称敏感膜,是离子选择性电极的最重要的组成部分,也是决定该电极的性质的实体。膜电极组成的半电池,没有电极反应;相界间没有发生电子交换过程。表现为离子在相界上的扩散,用Donnan 膜理论解释。不同敏感膜对不同的离子具有选择的透过性,因此具有选择性. 电位选择性系数K i·j 来估量离子选择性电极对待测离子的选择性.

13.若离子选择电极的电位表达式为:

E =常数+

F RT

303.2lg(a i +K i·j

j

i

z z j a /) 试问: (1)K i·j >>1时,该离子选择电极主要响应什么离子?什么离子干扰? (2)K i·j <>1时,该离子选择电极主要响应j 离子,i 离子干扰.

(2)K i·j <

14.在电位法中,总离子强度调节缓冲剂的作用是什么? 答:①维持溶液中的离子强度足够大且为恒定值; ②维持溶液的pH 值为给定值; ③消除干扰离子的干扰;

④使液接电位稳定。

15.为什么在电位分析中,为了保证足够的测量准确度,仪器的输入阻抗应远大于电池

的内阻?

答:离子计是一台测量由离子选择电极、参比电极所组成的电池电动势的毫伏计。它是用来测量离子选择电极所产生的电位或经过转换直接读出被测离子活(浓)度的测量仪器。

E = i(R+r) E’=iR=RE/(R+r)

测量的目的是要准确测出电动势E值,但由于电流i在测量电池内阻r上产生电位降,因此测出的是横跨在电阻R上的电位降E’。显然,一般情况下E>E’,只有当R>>r,R≈R

+r,'E才可视为与E相等。

保证千分之一的测量准确度,仪器的输入阻抗应是电池内阻的1,000倍以上,即离子电极内阻若为108Ω数量级,则要求离子计的输入阻抗必须大于1011Ω。这是离子选择电极法的测量仪器和实验技术必须保证的基本条件。

16.电位滴定法有哪些类型?与普通化学分析中的滴定方法相比有何特点?并说明为什么有这些特点?

答:电位滴定法的类型有四种:

(1)酸碱滴定;(2)氧化还原滴定;(3)沉淀滴定;(4)络合滴定.

电位滴定的基本原理与普通容量分析相同,其区别在于确定终点的方法不同,因而具有下述特点:

(l)准确度较电位法高,与普通容量分析一样,测定的相对误差可低至0.2%.

(2)能用于难以用指示剂判断终点的浑浊或有色溶液的滴定.

(3)用于非水溶液的滴定.某些有机物的滴定需在非水溶液中进行,一般缺乏合适的指示剂,可采用电位滴定.

(4)能用于连续滴定和自动液定,并适用于微量分析.

原因:采用仪器记录滴定过程中相应量的变化,克服了手工操作带来的误差.

第十章---伏安法和极谱分析法

第十章 伏安法和极谱分析法 (书后习题参考答案) 1.在0.10 mol·L -1 KCl 溶液中锌的扩散电流常数为3.42.问0.00200 mol·L -1的锌溶液,所得的扩散电流在下列条件下各为多少(微安)?所用毛细管汞滴落时间分别为 3.00s ,4.00s 和5.00s ,假设每一滴汞重5.00mg 。 解:平均扩散电流公式为 c m nD i 6/13/22/1605τ= 扩散电流常数42.36052/1==nD I ,汞滴质量为5mg ,c =0.00200 mol·L -1=2 mol·L -1 (1) τ =3.00S, 35=m mg·s -1 则5.1123)35(42.36/13/2=???=i μA (2) τ =4.00S, 45=m mg·s -1 则7.1024)45(42.36/13/2=???=i μA (3) τ =5.00S, m =1mg·s -1 则94.825142.36/13/2=???=i μA 2.某金属离子作极谱分析因得两个电子而还原。该金属离子浓度为0.0002mol·L -1,其平均扩散电流为12.0μA ,毛细管的m 2/3τ1/6值为1.60.计算该金属离子的扩散系数。 解:已知n=2, c =0.000200mol·L -1=0.200mmol·L -1, 0.12=i μA , 60.16/13/2=τm c m nD i 6/13/22/1605τ= 于是 4226/13/21060.9)200.060.126050.12()605(-?=???==τnm i D cm 2·s -1 3.作一种未知浓度的铅溶液的极谱图,其扩散电流为6.00μA 。加入10mL 0.0020mol·L -1 Pb 2+溶液到50mL 上述溶液中去,再作出的极谱图其扩散电流为18μA ,计算未知溶液内铅的浓度。 解:?? ???++==000V V c V c V k i kc i x x x x x 代入已知数据,得 ?????+?+==105000200.010500.180.6x x c k kc 求得c x = 1.54×10-4mol·L -1 4.用未知浓度的铅溶液 5.00mL 稀释到25.0mL 作极谱图,其扩散电流为0.40μA 。另取这种铅溶液5.00mL 和10.0mL 的0.00100mol·L -1铅溶液相混合,混合液稀释到25.0mL ,再作极谱图。此时波高为2.00μA 。试计算未知溶液的浓度。 解:已知 c i ∝,于是 5.200100 .05500.2400.0+=x x c c ,求得c x = 5.00×10-4mol·L -1

第八章 电位分析法

第八章电位分析法 8.1 测得下列电池的电动势为0.972V(25℃):Cd|CdX2,X—(0.0200mol/L)||SCE 已知,忽略液接电位,计算CdX2的K sp。 8.2 当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时,在25℃测得电池的电动势为0.209V: 当缓冲溶液用未知溶液代替时,测得电池电动势如下:①0.312V;②0.088V;③-0.017V。试计算每一种溶液的pH值。 解根据公式

8.3 用标准甘汞电极作正极,氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时,测得E=0.342V。当待测液为NaOH溶液时,测得E=1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL,用上述HCl溶液中和完全,需用HCl溶液多少毫升? 8.4 25℃时,下列电池的电动势为0.518V(忽略液接电位): 计算弱酸HA的K a值。

8.5 已知电池 测得E=0.672V。计算HA的离解常数(忽略液接电位)。 8.6 测得下列电池电动势为0.873V(25℃): 试计算Cd(CN)42—的稳定常数。

8.7 为了测定CuY2-的稳定常数,组成下列电池: 25℃时,测得电池电动势为0.277V,计算K CuY2-值。

8.8 有下列电池 30℃时,测得E=0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值(忽略液接电位)。 8.9 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-),用0.10 mol·L-1的Ce4+溶液进行滴定,当加入20.0mL滴定剂时,电池电动势的理论值应是多少?

8.10 在0.01mol·L-1FeSO4溶液中,插入铂电极(+)和SCE (-),25℃时测得E=0.395V,有多少Fe2+被氧化为Fe3+? 8.11 20.00mL0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中,用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定,用铂电极(+)和SCE (-)组成电池,测得电池电动势为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂?

第八章 电位分析法

第八章 电位分析法 (书后习题参考答案) 1.下述电池用于测定p -24CrO Ag ︱Ag 2CrO 4(饱和),-24 CrO (x mol·L -1)‖SCE (1)不计液接电位导出电池电动势与p - 24 CrO 的关系式。 (2)测得电池电动势为-0.285V ,计算p -24 CrO 。 已知 Ag + + e ?Ag E o =0.799 V ; 12 CrO Ag SP,10 1.142-?=K 解:(1) ] lg[059.0/0 /+ --=-=+ +Ag E E E E E Ag Ag SCE Ag Ag SCE 电池 K sp =[Ag +]2[CrO 42-] 所以 - + - -=+ ?--=- -=---24 2 059 .0204.0] lg[2 059 .0)101.1lg(2059.0799.0242.0][lg 2 059.024 12 24 /0CrO sp Ag Ag SCE p CrO CrO K E E E 电池 (E p CrO 9.3392.624 --=- ) (2)E 电池=-0.285V 75.2)285.0(9.3392.624=-?--=-CrO p ([CrO 42-]=1.80×10-3mol·L -1 ) 2.一个天然水样中大约含有1.30?l03μg·mL -1 Mg 2+ 和4.00?l02 μg·mL -1Ca 2+,用Ca 2+ 离子电极直接法测定Ca 2+ 浓度。求有Mg 2+ 存在下测定Ca 2+ 含量的相对误差。已知Ca 2+电极对Mg 2+ 的选择性系数为0.014。 解:% 6.7%10040 10 00.42410 30.1014.02 3 =????= D 3.测得下述电池的电动势为0.275 V . Mg 2+ 离子选择电极︱Mg 2+ (a =1.15?l0-2 mol·L -1)‖ SCE (1)用未知溶液取代已知镁离子活度的溶液后,测得电池的电动势为0.412V ,问未知液的p Mg 是多少? (2)假定由液接电位造成的误差为±0.002 V ,则Mg 2+ 离子活度的真实值在什么范围以内? 解: E 电池=E SCE -E 膜+E 接界 = + - 2lg 2 059.0Mg a K 依条件,有 ) 10 15.1lg(2 059.0275.02 -?- =K 则K =0.218 (1)因为] lg[2059 .0412.02+ - =Mg K a Mg 2+ =2.65×10-7mol·L -1 (p Mg=6.58)

第十四章 电位分析法

第十四章电位分析法 14-1 电位分析法可以分成哪两种类型?依据的定量原理是否一样?它们各有何特点? 答:(1)电位分析法分为电位法和电位滴定法。 (2)两者依据的定量原理不一样。 电位法一般使用专用的指示电极,把被测离子的活(浓)度通过毫伏电位计显示为电位(或电动势)读数,由Nersnst方程求算其活(浓)度,也可把电位计设计为有专用的控制档,能直接显示出活度相关值,如Ph,由Nersnst方程求算其活(浓)度。 电位滴定法利用电极电位在化学计量点附近的突变来确定滴定终点,被测物质含量的求法依赖于物质相互反应量的关系。 (3)电位法和电位滴定法一样,以指示电极、参比电极及组成测量电池,所不同的是电位滴定法要加滴定剂于测量电池溶液里。电位滴定法准确度和精度高,应用范围广,且计量点和终点选在重合位置,不存在终点误差。 14-2 画出氟离子选择电极的基本结构图,并指出各部分的名称。 答:见课本P367。 14-3为什么说ISFET电极具有大的发展潜力? 答:场效应晶体管电极是一种微电子敏感元件及制造技术与离子选择电极制作及测量方法相结合的高技术电分析方法。它既有离子选择电极对敏感离子响应的特性,又保留场效应晶体管的性能,故是一种有发展潜力的电极方法。 14-4何谓pH玻璃电极的实用定义?如何测量pH? 答:pH玻璃电极的实用定义为: pHx=pHs+[(Ex-Es)F]/RTln10 测量pH的方法: 选定一种标准缓冲溶液,其pH值为已知,测得其电动势为Es,在相同测量条件下测得待测溶液的电动势Ex,通过上式即可求出待测溶液的pH值. 14-5何谓ISE的电位选择系数?写出有干扰离子存在下的Nernst方程表达式? 答:在同一敏感膜上,可以有多种离子同时进行不同程度的响应,因此膜电极的响应并没有绝对的专一性,而只有相对的选择性,电极对各种离子的选择性,用电位选择性系数表示,表征了共存离子对响应离子的干扰程度。 有干扰离子存在下的Nernst方程表达式为: Em=常数+RT/nF ln(a A+KA,B) 14-6 电位滴定的终点确定哪几种方法? 答:电位滴定的终点确定有三种方法: 1)E-V曲线法:电位对滴定体积的曲线,曲线的转折点所对应的滴 定体积为化学计量点的体积。常以电位突跃的“中点”为滴定终 点,其对应的体积为终点时的滴定体积。 2)△E/△V-V曲线法:称为一次微分曲线,其极大值对应的体积为 化学计量点的滴定体积。 3)△2E/△V2-V曲线法:称为二次微分曲线,其值为0时,对应于化 学计量点的体积。

电位分析法课后习题及答案

第九章电位分析法 测得下列电池的电动势为(25℃): 的K sp。 已知,忽略液接电位,计算CdX 2 当下列电池中的溶液是pH=的缓冲溶液时,在25℃测得电池的电动势为: 当缓冲溶液用未知溶液代替时,测得电池电动势如下:①;②;③-。试计算每一种溶液的pH值。 解根据公式 用标准甘汞电极作正极,氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时,测得E=。当待测液为NaOH溶液时,测得E=。取此NaOH溶液,用上述HCl溶液中和完全,需用HCl溶液多少毫升? 25℃时,下列电池的电动势为(忽略液接电位): 计算弱酸HA的K a值。 已知电池 测得E=。计算HA的离解常数(忽略液接电位)。 测得下列电池电动势为(25℃): 4-的稳定常数。 试计算Cd(CN) 2

为了测定CuY2-的稳定常数,组成下列电池: 25℃时,测得电池电动势为,计算K CuY2-值。 有下列电池 30℃时,测得E=。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值(忽略液接电位)。 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-),用mol·L-1 的Ce4+溶液进行滴定,当加入滴定剂时,电池电动势的理论值应是多少? 在·L-1FeSO 4 溶液中,插入铂电极(+)和SCE (-),25℃时测得E=,有多少Fe2+被氧化为Fe3+? 溶液在1mol·L-1H 2SO 4 溶液中,用·L-1Ce4+溶液滴定,用铂电极(+)和SCE (-)组 成电池,测得电池电动势为。此时已加入多少毫升滴定剂? 对下列电池 测得E=,计算CrO42-的浓度(忽略液接电位)。已知K sp,Ag2CrO4=×10-12。 设溶液中pBr=3,pCl=1,如果用溴电极测定Br-活度,将产生多大的误差?已知电极的K Cl-,Br-=6×10-3。 某种钠敏感电极的选择系数K Na+,H+约为30(说明H+存在将严重干扰Na+的测定)。如用这种电极测定pNa=3的Na+溶液,并要求测定误差小于3%,则试液pH必须大于多少?

第十四章节电解及库仑分析法

第十四章节电解及库仑分析法 14-1.有下列五种电化学分析法: A :电位分析法 B :伏安分析 法 C :电导分析法 D :电解分析法 E :库仑分析法 (1)以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的是( ) (2)以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的是( ) (3)要求电流效率100%的是( ) 14-2.以下有关电解的叙述哪些是正确的? A .借外部电源的作用来实现化学反应向着非自发方向进行的过程; B .借外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程; C .在电解时,加直流电压于电解池的两个电极上; D .在电解时,加交流电压于电解池的两个电极上; 14-3.在电重量分析法中作为沉淀剂的是: A .电压 B .电流 C .电量 D .电能 E .电动势 14-4 以下哪个是错误的? A .在阴极上还原的不一定是阳离子; B .在阳极上氧化的不一定水阴离子; C .析出电位是相对一个电极而言; D .分解电压是对整个电解池而言 E .析出电位值越负越容易被还原 14-5.在分解电压中没有考虑的因素是: A .理论分解电压 B .极化产生的超电压 C .电解回路的iR 降 D .液体接界电位 E .膜电位 14-6 以下哪个因素与超电位无关? A .电极面积 B .电流密度 C .温度 D .析出物温度 E .电解质组成 14-7 与电解方程式的表达式无关的是 A .电极电位 B .超电位 C .电解池内阻 D .通过电解池的电流 E .液接电位 14-8在控制电位电解法的装置中,不包括以下哪个? A .电压表 B .电位计 C .电流表 D .可变电阻 E .甘汞电极 14-9右图为欲分离A 和B 两种离子的i-E 曲线,如果要使金属离子A 还原而B 不还原,则阴极电位E 必须控制在 A. ab D. E ->a E. E -

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: 2 2//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

09第八章 电位分析法

电位分析法自测题 一、选择题 ( 每题2分,共15题 30分 ) 1、离子选择电极产生膜电位,是由于() A、扩散电位的形成 B、Donan电位的形成 C、扩散电位和Donan电位的形成 D、氧化还原反应 2、氟化镧单晶膜氟离子选择电极的膜电位的产生是由于( ) A、氟离子在晶体膜表面氧化而传递电子 B、氟离子进入晶体膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构 C、氟离子穿透晶体膜而使膜内外氟离子产生浓度差而形成双电层结构 D、氟离子在晶体膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构 3、玻璃电极的活化是为了() A、清洗电极表面 B、降低不对称电位 C、更好地形成水化层 D、降低液接电位 4、钾离子选择电极的选择性系数为,当用该电极测浓度为1.0×10-5mol/L K+,浓 度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时,由Mg引起的K+测定误差为( ) A、0.00018% B、134% C、1.8% D、3.6% 5、在实际测定溶液pH 时,都用标准缓冲溶液来校正电极,目的是消除( ) A、不对称电位 B、液接电位 C、不对称电位和液接电位 D、温度影响 6、玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为100当钠电极用于测定1×10-5mol/L Na+时,要满足测定的相对误差小于1%,则试液的pH应当控制在大于( ) A、3 B、5 C、7 D、9 7、pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡几小时,目的在于( ) A、清洗电极 B、活化电极 C、校正电极 D、除去沾污的杂质 8、电池Ca(液膜电极)│Ca2+(a = 1.35×10-2mol/L) || SCE 的电动势为0.430V,则未知液的pCa 是( ) A、-3.55 B、-0.84 C、4.58 D、7.29 9、下列说法中正确的是: 晶体膜碘离子选择电极的电位( ) A、随试液中银离子浓度的增高向正方向变化 B、随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 C、与试液中银离子的浓度无关 D、与试液中氰离子的浓度无关 10、某离子选择电极对一价的A和B离子都有响应,但a B100倍于a A时,B离子提供的电位与A K的值为( ) 离子提供的相等。pot B A, A、0.1 B、0.01 C、10 D、100 11、用离子选择电极标准加入法进行定量分析时、对加入标准溶液的要求为( ) A、体积要大,其浓度要高

第四章-电位分析法习题解答.doc

第四章电位分析法 1.M1| M1n+|| M2m+| M2在上述电池的图解表示式中,规定左边的电极为( ) (1) 正极(2) 参比电极(3) 阴极(4) 阳极 解:(4) 2. 下列强电解质溶液在无限稀释时的摩尔电导λ∞/S·m2·mol-1分别为: λ∞(NH4Cl)=1.499×10-2,λ∞(NaOH)=2.487×10-2,λ∞(NaCl)=1.265×10-2。所以NH3·H2O 溶液的λ∞(NH4OH) /S·m2·mol-1为( ) (1) 2.721×10-2(2) 2.253×10-2(3) 9.88 ×10-2(4) 1.243×10-2 解:(1) 3.钾离子选择电极的选择性系数为,当用该电极测浓度为 1.0×10-5mol/L K+,浓度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时,由Mg引起的K+测定误差为( ) (1) 0.00018% (2) 1.34% (3) 1.8% (4) 3.6% 解:(3) 4. 利用选择性系数可以估计干扰离子带来的误差,若,干扰离子的浓度为0.1mol/L,被测离子的浓度为0.2mol/L,其百分误差为(i、j均为一价离子)( ) (1) 2.5 (2) 5 (3) 10 (4) 20 解:(1) 5.下列说法中正确的是:

晶体膜碘离子选择电极的电位( ) (1) 随试液中银离子浓度的增高向正方向变化 (2) 随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 (3) 与试液中银离子的浓度无关 (4) 与试液中氰离子的浓度无关 解:(1) 6.玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为100,当钠电极用于测定1×10-5mol/L Na+时,要满足测定的相对误差小于1%,则试液的pH 应当控制在大于( ) (1) 3 (2) 5 (3) 7 (4) 9 解:(4) 7.离子选择电极的电位选择性系数可用于( ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率 解:(2) 8.在电位滴定中,以?E/?V-V(?为电位,V为滴定剂体积)作图绘制滴定曲线, 滴定终点为:( ) (1) 曲线的最大斜率(最正值)点 (2) 曲线的最小斜率(最负值)点 (3) 曲线的斜率为零时的点

第八章 电分析法

第八章 电位分析法 思 考 题 1. 参比电极和指示电极有哪些类型?它们的主要作用是什么? 答:参比电极包括标准氢电极(SHE ),标准氢电极是最精确的参比电极,是参比电极的一级标准。实际工作中常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。 参比电极电位恒定,其主要作用是测量电池电动势,计算电极电位的基准。 指示电极包括金属-金属离子电极,金属-金属难溶盐电极,汞电极,惰性金属电极,离子选择性电极。 指示电极能快速而灵敏的对溶液中参与半反应的离子活度或不同氧化态的离子的活度比,产生能斯特响应,主要作用是测定溶液中参与半反应的离子活度。 2. 直接电位法的依据是什么?为什么用此法测定溶液pH 时,必须使用标准pH 缓冲溶液? 答:直接电位法是通过测量电池电动势来确定待测离子活度的方法,其主要依据是E=Φ参比— ΦMn+/M = Φ参比—Φ θ Mn+/M — nF RT ln αMn+ 式中Φ参比和Φθ Mn+/M 在温度一定时,都是常数。由此式可知,待测离子的活度的对数与电池电动势成直线关系,只要测出电池电动势E ,就可求得αMn+。 测定溶液的pH 时是依据:E = ΦHg 2 Cl 2 /Hg — ΦAgCl/Ag — K + 0.059 pH 试 + ΦL , 式 中 ΦHg 2 Cl 2 /Hg , ΦAgCl/Ag ,K ,ΦL 在一定的条件下都是常数,将其合并为K ˊ,而K ˊ中包括 难以测量和计算的不对称电位和液接电位。所以在实际测量中使用标准缓冲溶液作为基准,并比较包含待测溶液和包含标准缓冲溶液的两个工作电池的电动势来确定待测溶液的pH 值,即:25℃时Es = Ks ˊ+ 0.059pHs, Ex = Kx ˊ+ 0.059pHx,若测量Es 和Ex 时的条件保持不变,则Ks ˊ= Kx ˊ,pHx =pHs+(Ex -Es)/0.059 ,由此可知,其中标准缓冲溶液的作用是确定K ˊ。 3. 简述pH 玻璃电极的作用原理。 答:玻璃电极的主要部分是 一 个玻璃泡,泡的下半部是对H + 有选择性响应的玻璃薄膜,泡内装有pH 一定的0.1mol ·L -1 的HCl 内参比溶液,其中插入一支Ag-AgCl 电极作为内参比电极,这样就构成了玻璃电极。玻璃电极中内参比电极的电位是恒定的,与待测溶液的pH 无关。玻璃电极之所以能测定溶液pH ,是由于玻璃膜产生的膜电位与待测溶液pH 有关。 玻璃电极在使用前必须在水溶液中浸泡一定时间。使玻璃膜的外表面形成了水合硅胶

第九章 电位分析法课后习题及答案

第九章电位分析法 8.1 测得下列电池的电动势为0.972V(25℃): 已知,忽略液接电位,计算CdX2的K sp。 8.2当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时,在25℃测得电池的电动势为0.209V: 当缓冲溶液用未知溶液代替时,测得电池电动势如下:①0.312V;②0.088V;③-0.017V。试计算每一种溶液的pH值。 解根据公式

8.3用标准甘汞电极作正极,氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时,测得E=0.342V。当待测液为NaOH溶液时,测得E=1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL,用上述HCl溶液中和完全,需用HCl溶液多少毫升? 8.4 25℃时,下列电池的电动势为0.518V(忽略液接电位): 计算弱酸HA的K a值。

8.5 已知电池 测得E=0.672V。计算HA的离解常数(忽略液接电位)。 8.6 测得下列电池电动势为0.873(25℃): 试计算Cd(CN)24-的稳定常数。

8.7 为了测定CuY2-的稳定常数,组成下列电池: 25℃时,测得电池电动势为0.277V,计算K CuY2-值。

8.8 有下列电池 30℃时,测得E=0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值(忽略液接电位)。 8.9 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-),用0.10 mol·L-1的Ce4+溶液进行滴定,当加入20.0mL滴定剂时,电池电动势的理论值应是多少?

8.10 在0.01mol·L-1FeSO4溶液中,插入铂电极(+)和SCE (-),25℃时测得E=0.395V,有多少Fe2+被氧化为Fe3+? 8.11 20.00mL0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中,用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定,用铂电极(+)和SCE (-)组成电池,测得电池电动势为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂?

第八章 电位分析法

第八章电位分析法 单选题 1 若K离子选择性电极对Na离子的选择性系数的数值越大,说明该电极抗钠离子干扰的能力() A. 越强; B. 越弱; C. 无法确定; D. 时强时弱; 2 普通玻璃电极不能用于测定pH>10的溶液,这是由于 (A)氢氧根离子在电极上响应;(B)钠离子在电极上响应; (C)铵离子在电极上响应;(D)玻璃被碱腐蚀。 3 pH玻璃电极在使用前应 (A)在水中浸泡二小时以上;(B)在酒精中浸泡二小时以上; (C)在NaOH溶液中浸泡二小时以上;(D)不必浸泡。 4 氟离子选择电极的敏感膜是用 (A)CaF2晶体粉末压制成膜;(B)LaF3晶体粉末压制成膜; (C)CaF2单晶切割成膜;(D)LaF3单晶切割成膜。 5 离子选择电极的电位选择性系数可用于 (A)估计电极的检测限;(B)估计共存离子的干扰程度;(C)校正方法误差;(D)计算电极的响应斜率。 6 关于氟离子选择电极的电势,下列说法中哪一种是正确的? (A)随试液中氟离子浓度的增高向正方向变化;(B)随试液中氟离子活度的增高向正方向变化;(C)与试液中氢氧根离子的浓度无关;(D)上述三种说法都不对。 7 用离子选择电极进行测量时,需用磁力搅拌器搅拌溶液,这是为了 (A)消除液接电位;(B)加快响应速度;(C)使电极表面保持干净;(D)降低电极内阻。 8 氨气敏电极是以0.01 mol/L氯化铵作为缓冲掖,指示电极可选用 (A)Ag-AgCl电极;(B)晶体膜氯电极;(C)氨电极;(D)pH玻璃电极。 9. 对于一价离子的电极电位值测定误差DE,每±1mV将产生约______的浓度相对误差。 A. ±1%, B. ±4%, C. ±8%, D. ±12%。 10 在直接电位分析中,若电位测定误差为±1mV,对于二价离子测量误差约为 (A)±1%;(B)±2%;(C)±4%;(D)±8%。 11 一价离子选择性电极的研究特别受到重视,这主要是因为 (A)制造容易;(B)灵敏度高;(C)测量误差小;(D)选择性好。 12 用氟离子选择性电极测定溶液中氟离子含量时,主要干扰离子是 (A)OH-离子;(B)NO3-离子;(C)SO42-离子;(D)Na+离子。 13 pH玻璃电极膜电位的产生是由于 (A)H+离子透过玻璃膜;(B)H+离子得到电子;(C)电子的得失; (D)溶液中H+离子和玻璃膜水合层中的H+离子的交换作用。 14. 直接电位法中,加入TISAB的目的是为了( ) A. 提高溶液酸度; B. 恒定指示电极电位; C. 固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰; D. 配位被测离子 15. 将pH玻璃电极与饱和甘汞电极插在pH = 6.86的缓冲溶液中,测得电池的电动势为0.394 V,将缓冲溶 液换成未知pH值的溶液,测得电动势为0.469 V, 则未知液的pH值为( ) A. 7.68 ; B. 8.13; C. 9.25 ; D. 10.40 16. 用电位法测定溶液的pH值时,电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成,其中玻璃电极是作为测量溶 液中氢离子活度(浓度)的______。 A. 金属电极, B. 参比电极, C. 指示电极, D. 电解电极。 17. 在直接电位法分析中,指示电极的电极电位与被测离子活度的关系为

分析化学(高教第五版)课后习题及思考题电位分析法章节答案(整理排版11页)

分析化学(高教第五版)课后习题及思考题 第八章 电位分析法 思 考 题 1. 参比电极和指示电极有哪些类型它们的主要作用是什么 答:参比电极包括标准氢电极(SHE ),标准氢电极是最精确的参比电极,是参比电极的一级标准。实际工作中常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。 参比电极电位恒定,其主要作用是测量电池电动势,计算电极电位的基准。 指示电极包括金属-金属离子电极,金属-金属难溶盐电极,汞电极,惰性金属电极,离子选择性电极。 指示电极能快速而灵敏的对溶液中参与半反应的离子活度或不同氧化态的离子的活度比,产生能斯特响应,主要作用是测定溶液中参与半反应的离子活度。 2. 直接电位法的依据是什么为什么用此法测定溶液pH 时,必须使用标准pH 缓冲溶液 答:直接电位法是通过测量电池电动势来确定待测离子活度的方法,其主要依据是E=Φ参比— ΦMn+/M = Φ参比—Φ θ Mn+/M — nF RT ln αMn+ 式中Φ参比和Φθ Mn+/M 在温度一定时,都是常数。由此式可知,待测离子的活度的对数与电池电动势成直线关系,只要测出电池电动势E ,就可求得αMn+。 测定溶液的pH 时是依据:E = ΦHg 2Cl 2/Hg — ΦAgCl/Ag — K + pH 试 + ΦL , 式 中Φ Hg 2Cl 2/Hg , ΦAgCl/Ag ,K ,ΦL 在一定的条件下都是常数,将其合并为K ˊ,而K ˊ中包括 难以测量和计算的不对称电位和液接电位。所以在实际测量中使用标准缓冲溶液作为基准,并比较包含待测溶液和包含标准缓冲溶液的两个工作电池的电动势来确定待测溶液的pH 值,即:25℃时Es = Ks ˊ+ , Ex = Kx ˊ+ ,若测量Es 和Ex 时的条件保持不变,则Ks ˊ= Kx ˊ,pHx =pHs+(Ex -Es)/ ,由此可知,其中标准缓冲溶液的作用是确定K ˊ。 3. 简述pH 玻璃电极的作用原理。 答:玻璃电极的主要部分是 一 个玻璃泡,泡的下半部是对H + 有选择性响应的玻璃薄膜,泡内装有pH 一定的·L -1的HCl 内参比溶液,其中插入一支Ag-AgCl 电极作为内参比电极,这样就构成了玻璃电极。玻璃电极中内参比电极的电位是恒定的,与待测溶液的pH 无关。玻璃电极之所以能测定溶液pH ,是由于玻璃膜产生的膜电位与待测溶液pH 有关。 玻璃电极在使用前必须在水溶液中浸泡一定时间。使玻璃膜的外表面形成了水合硅胶层,由于内参比溶液的作用,玻璃的内表面同样也形成了内水和硅胶层。当浸泡好的玻璃

第八章电位分析法简介

第八章 电位分析法简介 一、选择题 1.在电势分析法中作为指示电极,其电势应与被测离子的浓度 。 A. 无关 B. 成正比 C. 与对数成正比 D. 符合Nernst 公式的关系 (D ) 2.在电势分析法中,作为参比电极,其要求之一是电极 。 A. 电势应等于零 B. 电势与温度无关 C. 电势在一定条件下为定值 D. 电势随试液中被测离子活度变化而变化 (C) 3.pH 玻璃电极的响应机理与膜电势的产生是由于 。 A. H +在玻璃膜表面还原而传递电子 B. H +进入玻璃膜的晶格缺陷而形成双电层结构 C. H +穿透玻璃膜而使膜内外H +产生浓差而形成双电层结构 D. H +在玻璃膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构 (D) 4. 电位分析中,pH 玻璃电极的内参比电极一般为 。 A. 标准氢电极 B. 铂丝 C. Ag-AgCl 电极 D. 甘汞电极 (C) 5. 用二次测量法测溶液pH ,在25℃时,用pH=4.00的缓冲溶液组成工作电池,测得E=0.209V ,用未知液时,测得E=0.255V ,则溶液的pH 为 。 A. 4.78 B. 1.98 C. 3.22 D. 5.00 (A) 二、问答题与计算题 1.什么是参比电极和指示电极?举例说明其作用。 答:参比电极是指电极电位与被测离子活度无关的电极,如饱和甘汞电极;指示电极是指电极电位与被测离子活度有关的电极,如玻璃电极; 2. 下列电池(25℃) (一)玻璃电极|标准溶液或未知液||饱和甘汞电极(+) 当标准缓冲溶液pH=5.00时,电动势为0.268V ,当缓冲溶液由未知液代替时,测得下列电势值(1)0.188V ,(2)0.301V ,求未知液的pH 值。 (3.64、5.56) 3. 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 解:据pH 值的实用定义式: F RT E E s x /303.2pHs pH x -+=0592.0418.0312.018.9-+= = 7.39

2014 第七章 电位分析法 作业答案

第七章 电位分析法 作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分?10=20分) 1. pH 玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。 [ D ] A. 只有Na + B. 只有H + C. 只有OH - D. Na +和H + 2. 测定溶液中CO 2气体的气敏电极,其中介溶液中的平衡离子是( )。 [ D ] A. Cl - B. SO 42- C. NO 3- D. HCO 3- 3. 氟电极的主要干扰离子是( )。 [ B ] A. Cl - B. OH - C. NO 3- D. SO 42- 4. 氟电极的最佳pH 测量范围为5~ 5.5,当测量pH 较大时,其测量结果将比实际值( )。 [ A ] A. 偏高 B. 偏低 C. 不影响 D. 不能判断 5. 一种氟电极对OH -的选择系数为0.10,如允许误差为5%,那么在1.0??10-2mol.L -1的F -溶液中,能允许的OH -应小于( )mol.L -1。 [ B ] A. 5×10-2 B. 5×10-3 C. 5×10-4 D. 5×10-5 6. 某钠电极,其选择性系数30H ,N a =++K ,欲用此电极测定pNa=3的Na +溶液,并要求测量误差小于3.0%, 则试液pH 必须大于( )。 [ B ] A. 3.0 B. 6.0 C. 9.0 D.10 7. 以pH 玻璃电极做指示电极,用0.200 mol.L -1 KOH 溶液滴定0.0200 mol.L -1苯甲酸溶液;从滴定曲线上求得终点时溶液的pH 为8.22,二分之一终点时溶液的pH 为4.18,则苯甲酸的解离常数为( )。 [ B ] A. 6.2?10-5 B. 6.6?10-5 C. 7.2?10-5 D. 8.2?10-5 8. 常温、常压下,当试液中二价响应离子的活度增加一倍时,该离子电极电位变化的理论值是( )mV 。 [ C ] A. 2.8 B.5.9 C. 8.9 D. 10.2 9. 某玻璃电极的内阻为100M?,响应斜率为50mV/pH ,测量时通过电池回路的电流为1.0?10-12A ,由此产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH 单位。 [ D ] A. 2 B. 0.2 C. 0.02 D. 0.002 10. 有两支性能完全相同的氟电极,分别插入体积为25mL 的含氟试液和体积为50mL 的空白溶液中(两溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液),两溶液间用盐桥连接,测量此电池的电动势,向空白溶液中滴加浓度为1.0?10-4 mol.L -1的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为 5.27mL ,则试液中氟离子含量为( )mg.L -1。 [ A ] A. 0.18 B. 0.36 C. 0.54 D. 0.72 二、解释下列名词 (3分?3=9分) 1. 不对称电位 敏感膜内外表面结构和性质的差异,如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。 2. 碱差 当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na +浓度较高的溶液时,玻璃膜除对H +响应,也同时对其它离子如Na +响应,因此测得的pH 比实际数值偏低,这种现象称为碱差。 3. 电位选择性系数

第十章 电势分析法

第十章 电势分析法 10.1本章学习要求 1.掌握电势分析法的基本原理 2.了解离子选择电极的基本结构、各类电极的响应机理及其应用 3.了解电极选择系数的物理意义及相关运算 4.了解用电势法测定某些物理化学常数 10.2内 容 概 要 10.2.1 电势分析法的基本原理 在电势分析法(PotentiAl AnAlysis)中,常选用一个电极电势随溶液中被测离子活度变化而变化的电极(称指示电极indicAting electrode )和一个在一定条件下电极电势恒定的电极(称参比电极reference electrode )与待测溶液组成工作电池。 参比电极可作正极,也可作负极,视两个电极电势的高低而定。 设电池为 参比电极|| M n+|M 则 )()(-+-=??E +++++=-+==-n n n n M M M M M M nF RT K nF RT α?α??θ?ln ln //参比参比 式中:E-电池电动势 )()(-+-??-分别为正极和负极的电极电势 参比?-参比电极的电极电势

θ?M M n /+、φ参比在一定温度下,都是常数,只要测出电动势E 就可求得αM n+。这种方 法即为直接电势法。 若M n+是被测离子,在滴定过程中,电极电势 将随αM n+变化而变化,E 也随之不断改变。在计量点附近,αM n+发生突变,相应的E 也有较大的变化。通过测量E 的变化确定滴定终点的方法叫电势滴定法。 10.2.2 参比电极 参比电极是测定电池电动势、计算电极电势的基础。要求参比电极的电极电势已知且稳定、重现性好、容易制备。 标准氢电极是最重要、最准确的参比电极。但其制作麻烦,且铂黑易中毒,一般不用。实际工作中常用的参比电极是甘汞电极(calomel electrode)和Ag -AgCl 电极。 10.2.3 指示电极 指示电极的电极电势随被测离子活度变化而变化。因而要求指示电极的电极电势与待测离子活度之间的关系符合能斯特公式,且电极选择性高、重现性好、响应速度快,使用方便。 金属-金属离子电极、金属-金属难溶盐电极及惰性电极在特定情况下都可作指示电极。但它们的选择性都不如离子选择性电极高,应用受到一定限制。 离子选择性电极(ion selective electrode)又称膜电极,其膜电位是通过敏感膜选择性地进行离子交换和扩散而产生的。 离子选择电极有多种,本章重点介绍pH 玻璃电极和氟离子选择性电极。 1. 玻璃电极 主要指用于测定溶液pH 值的玻璃电极。使用之前必须在水中浸泡一定时间,其膜电位为:++=H ln F RT α?K 膜 25℃, pH 059.0ln 059.0H -=+=+K K α?膜 (10-1) pH 玻璃电极的电极电势 M M n /+?

分析化学课后答案第8章

第八章电位分析法 思考题 1. 参比电极和指示电极有哪些类型?它们的主要作用是什么? 答:参比电极包括标准氢电极(SHE),标准氢电极是最精确的参比电极,是参比电极的一级标准。实际工作中常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。 参比电极电位恒定,其主要作用是测量电池电动势,计算电极电位的基准。 指示电极包括金属-金属离子电极,金属-金属难溶盐电极,汞电极,惰性金属电极,离子选择性电极。 指示电极能快速而灵敏的对溶液中参与半反应的离子活度或不同氧化态的离子的活度比,产生能斯特响应,主要作用是测定溶液中参与半反应的离子活度。 2. 直接电位法的依据是什么?为什么用此法测定溶液pH时,必须使用标准pH缓冲溶液? 答:直接电位法是通过测量电池电动势来确定待测离子活度的方法,其主要依据是E=Φ参比— ΦMn+/M= Φ参比—ΦθMn+/M — lnαMn+式中Φ参比和ΦθMn+/M在温度一定时,都是常数。由此式可知,待测离子的活度的对数与电池电动势成直线关系,只要测出电池电动势E,就可求得αMn+。 测定溶液的pH时是依据:E = ΦHg2Cl2/Hg — ΦAgCl/Ag— K + 0.059 pH试 + ΦL , 式 中ΦHg2Cl2/Hg , ΦAgCl/Ag ,K ,ΦL在一定的条件下都是常数,将其合并为Kˊ,而Kˊ中包括难以测量和计算的不对称电位和液接电位。所以在实际测量中使用标准缓冲溶液作为基准,并比较包含待测溶液和包含标准缓冲溶液的两个工作电池的电动势来确定待测溶液的pH值,即:25℃时Es = Ksˊ+ 0.059pHs, Ex = Kxˊ+ 0.059pHx,若测量Es和Ex时的条件保持不变,则Ksˊ= Kxˊ,pHx =pHs+ (Ex -Es)/0.059 ,由此可知,其中标准缓冲溶液的作用是确定Kˊ。 3. 简述pH玻璃电极的作用原理。 答:玻璃电极的主要部分是 一 个玻璃泡,泡的下半部是对H+ 有选择性响应的玻璃薄膜,泡内装有pH一定的0.1mol·L-1的HCl内参比溶液,其中插入一支Ag-AgCl电极作为内参比电极,这样就构成了玻璃电极。玻璃电极中内参比电极的电位是恒定的,与待测溶液的pH无关。玻璃电极之所以能测定溶液pH,是由于玻璃膜产生的膜电位与待测溶液pH

仪器分析 第8章 电位法和永停滴定法练习题

第8章 电位法和永停滴定法练习题 1.计算下列电极的电极电位(25℃),并将其换算为相对于饱和甘汞电极的电位 值: (1) Ag | Ag + (0.001mol/L) ]lg[059.0//++++=Ag Ag Ag Ag Ag θ??)(623.0001.0lg 059.07995.0V =+= 相对于饱和甘汞电极的电位: 241.0)()(//-=++SHE SCE Ag Ag Ag Ag ??)(382.0241.0623.0V =-= (2) Ag | AgCl (固) | Cl - (0.1mol/L) ]Cl lg[059.0//--=Ag AgCl Ag AgCl θ??)(281.01.0lg 059.02223.0V =-= 相对于饱和甘汞电极的电位: 241.0)()(//-=SHE SCE Ag AgCl Ag AgCl ??)(040.0241.0281.0V =-= (3) Pt | Fe 3+ (0.01mol/L ) , Fe 2+ (0.001mol/L) ] [] [lg 059.023//2323+ ++=+ ++ + Fe Fe Fe Fe Fe Fe θ ? ?)(830.0]001.0[]01.0[lg 059.0771.0V =+= 相对于饱和甘汞电极的电位: 241.0)()(2323//-=++++SHE SCE Fe Fe Fe Fe ??)(589.0241.0830.0V =-= 2.计算下列电池25℃时的电动势,并判断银极的极性。 Cu | Cu 2+ (0.0100mol/L) || Cl - (0.0100mol/L) | AgCl (固) | Ag 解: ]Cl lg[059.0//--=Ag AgCl Ag AgCl θ??)(340.00100.0lg 059.02223.0V =-= (或: ] Cl [lg 059.0]A lg[059.0///- Ksp g Ag Ag Ag Ag Ag AgCl +=+=+++θθ ?? ? )(339.00100 .01056.1lg 059.07995.010 V =?+=-) ]lg[2059.02//22++ =++Cu Cu Cu Cu Cu θ ? ?)(278.00100.0lg 2 059 .0337.0V =+= Cu Cu Ag AgCl //2+ ???Θ 银电极为电池正极∴ 电池电动势 )(062.0278.0340.0E //2V Cu Cu Ag AgCl =-=-=+?? 3.计算下列原电池的电动势 Hg | HgY 2- (4.50×10-5 mol/L) , Y 4- (x mol/L) || SCE Y 4- 浓度分别为L mol /1033.31-?,L mol /1033.33-?,L mol /1033.35 -?。 查得: 854.0/2=+Hg Hg θ ? 8.21lg 2=-HgY K

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