电位分析法教案

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关于高中化学《电化学》的教案

关于高中化学《电化学》的教案

关于高中化学《电化学》的教案第一章:电化学概述1.1 电化学基本概念1.1.1 电解质与非电解质1.1.2 电极与电极反应1.1.3 电解质溶液的导电性1.2 电化学基本原理1.2.1 电解质溶液的离子平衡1.2.2 电化学平衡及其移动1.2.3 电化学系列和电极电势1.3 电化学应用领域简介1.3.1 电镀与腐蚀1.3.2 电池与燃料电池1.3.3 电解水与水的净化第二章:电镀与腐蚀2.1 电镀原理及过程2.1.1 电镀的基本概念2.1.2 电镀池的结构与组成2.1.3 电镀过程及条件控制2.2 电镀的应用实例2.2.1 金属制品的电镀2.2.2 塑料制品的电镀2.2.3 电镀在电子工业中的应用2.3 金属的腐蚀与防护2.3.1 腐蚀的基本类型2.3.2 电化学腐蚀的原理2.3.3 金属的腐蚀防护方法第三章:电池与燃料电池3.1 电池的基本概念与分类3.1.1 电池的定义与组成3.1.2 电池的分类及特点3.1.3 电池的性能评价3.2 化学电池的工作原理3.2.1 一次电池3.2.2 二次电池3.2.3 燃料电池3.3 电池的应用及发展趋势3.3.1 电池在日常生活中的应用3.3.2 电池在工业领域的应用3.3.3 电池技术的发展趋势第四章:电解水与水的净化4.1 电解水的原理与过程4.1.1 电解水的反应方程式4.1.2 电解水的实验操作4.1.3 电解水的影响因素4.2 水的净化方法及其原理4.2.1 沉淀法4.2.2 过滤法4.2.3 吸附法4.2.4 膜分离法4.3 电解水与水的净化的应用实例4.3.1 家庭用水净化4.3.2 工业用水净化4.3.3 电解水在农业灌溉中的应用第五章:电化学分析方法5.1 电化学分析的基本原理5.1.1 电位分析法5.1.2 电流分析法5.1.3 电化学发光分析法5.2 电化学分析仪器的构造与使用5.2.1 电位滴定仪5.2.2 离子选择性电极5.2.3 电化学发光分析仪5.3 电化学分析方法在实际应用中的实例5.3.1 水质检测5.3.2 药物分析5.3.3 食品分析第六章:电化学在材料科学中的应用6.1 电化学制备方法简介6.1.1 电镀与电铸6.1.2 电化学腐蚀与防护6.1.3 电化学合成与制备6.2 电化学在金属材料中的应用6.2.1 金属的电化学腐蚀与防护6.2.2 电化学合成金属材料6.2.3 电化学加工与表面处理6.3 电化学在半导体材料中的应用6.3.1 半导体材料的电化学制备6.3.2 电化学在半导体器件中的应用6.3.3 电化学在太阳能电池中的应用第七章:电化学在生物医学领域的应用7.1 电化学传感器7.1.1 电化学传感器的原理7.1.2 电化学传感器的设计与制备7.1.3 电化学传感器在生物医学中的应用实例7.2 电化学在生物检测中的应用7.2.1 酶电极与生物传感器的制备7.2.2 电化学免疫分析7.2.3 电化学法检测生物分子7.3 电化学在医学治疗中的应用7.3.1 电化学药物治疗7.3.2 电化学在生物医学成像中的应用7.3.3 电化学在组织工程中的应用第八章:电化学环境技术与能源转换8.1 电化学与环境污染治理8.1.1 电化学法处理废水8.1.2 电化学法处理废气8.1.3 电化学法处理固体废物8.2 电化学在能源转换与储存中的应用8.2.1 电化学电池与超级电容器8.2.2 电化学燃料电池8.2.3 电化学法海水淡化与水资源利用8.3 电化学环境技术与能源转换的发展趋势8.3.1 清洁能源的电化学制备8.3.2 电化学能源储存技术的发展8.3.3 电化学在碳捕获与封存中的应用第九章:电化学实验操作与安全9.1 电化学实验室基本设备与操作9.1.1 电化学实验仪器介绍9.1.2 电化学实验基本操作步骤9.1.3 电化学实验数据处理与分析9.2 电化学实验的安全注意事项9.2.1 实验室化学品的安全使用9.2.2 实验室用电安全9.2.3 实验室事故应急预案9.3 电化学实验设计与实践指导9.3.1 电化学实验方案设计原则9.3.2 电化学实验实践案例分析第十章:电化学课程教学评价与反思10.1 电化学教学效果评价方法10.1.1 学生学习成绩评价10.1.2 学生学习过程评价10.1.3 教学方法与内容的评价10.2 电化学教学反思与改进10.2.1 教学过程中的问题与反思10.2.2 教学方法的改进与创新10.2.3 教学资源的整合与拓展10.3 电化学教学发展趋势与展望10.3.1 教学内容与教材的更新10.3.2 教学技术的进步与创新10.3.3 电化学教育国际化与本土化的结合重点和难点解析本文主要介绍了关于高中化学《电化学》的教案,共分为十个章节。

仪器分析实验教案

仪器分析实验教案

实验一水样pH值的测定一、目的要求1.了解电位法测定水样pH值的原理和方法。

2.学会使用ZD-2型自动电位滴定计。

4.练习使用ZD-2型自动电位滴定计测量溶液的pH值。

二、测定原理将指示电极(玻璃电极)与参比电极插入被测溶液组成原电池Ag|AgC1,HCl(0.1mo1•L-1)|玻璃膜|H+(x mo1•L-1)‖KCl(饱和)|Hg2Cl2,Hg 玻璃电极试液盐桥甘汞电极在一定条件下,测得电池的电动势就是pH的直线函数E=K十0.059pH(25℃)由测得的电动势就能算出被测溶液的pH值。

但因上式中的K值是由内外参比电极电位及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数,实际不易求得,因此在实际工作中,用酸度计测定溶液的pH值(直接用pH刻度)时,首先必须用已知pH值的标淮溶液来校正酸度计(也叫“定位”)。

校正时应选用与被测溶液的pH值接近的标准缓冲涪液,以减少在测量过程个可能由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差。

一支电极应该用两种不同pH值的缓冲溶液校正。

在用一种pH 值的缓冲溶液定位后,测第二种缓冲溶液的pH佰时,误差应在0.05pH 单位之内。

粗略测量中用一种pH值缓冲溶液校正即可,但必须保证电极斜率在允许误差范围内。

经过校正后的酸度计就可以直接测量水或其它溶液的pH值。

用离子活度计测量溶液的pH值,其原理仍然是依据能斯特方程,测量电池在标准缓冲溶液中的电动势为:E s=K’十s pHs同样,在样品溶液中电池电动势为:E x=K’十s pHx上述两式相减得到:pHx=pHs十E x-E s/s = pHs + ΔE/s在离子计上仪器的示值按照ΔE/s分度,而且仪器有电极斜率s的调节路线。

当用标准缓冲溶液对仪器进行校正后,样品溶液的pHx即可从仪器示值上直接读出。

三、试剂与仪器1.pH=6.86标准缓冲溶液(25℃)2. ZD-2型自动电位滴定仪,23l型玻璃电极,232型甘汞电极.3. 100 m1烧杯四只。

电位的计算教案范文

电位的计算教案范文

电位的计算教案范文教案:电位的计算一、教学目标1.知识目标:了解电位的概念及计算方法。

2.能力目标:能够根据电势公式计算电位,并能够应用电位的概念解决相关问题。

3.情感目标:培养学生分析问题、解决问题的能力,提高他们对电位的兴趣和热爱。

二、教学重点电势的计算方法及应用三、教学难点通过应用电势的计算方法解决实际问题四、教学准备投影仪、电位计、示波器等实验设备五、教学过程1.导入新课(5分钟)通过与学生互动,复习前几节课所学内容,引入到本课的话题“电位的计算”。

2.概念解释(10分钟)通过投影仪和电位计展示实验,并解释电位的概念。

强调电位是电荷在电场中的体现,是表示电荷与参考点之间电势差的物理量。

3.计算方法(30分钟)3.1讲解公式:电势的计算公式是:V=k*Q/r,其中V为电位(单位为伏特),k为电场常数(取9×10^9N·m^2/C^2),Q为电荷(单位为库仑),r为距离(单位为米)。

3.2实例演示:通过几个简单的例子,向学生演示计算电位的方法。

(示例1):计算单位正电荷在距离0.1米处的电位。

(示例2):计算两个等量异号电荷之间的电位。

(示例3):计算球形导体表面的电位。

3.3练习巩固:让学生自己练习几道计算电位的题目,再由他们向全班汇报答案和解题过程。

4.应用案例分析(35分钟)4.1案例解析:通过一个实际的案例,如一个球形电容器,外球上有一正电荷,内球上有一负电荷,计算电容器内任意点的电位。

4.2学生合作:分组讨论解题思路,分析问题并给出解决方案。

4.3展示结果:邀请一个或数个小组分享他们的解决方案,并与全班一起讨论、比较不同的解法。

5.实验演示(10分钟)通过实验演示仪器的使用方法和电位计的实验操作,让学生亲身感受电位的测量。

6.总结归纳(5分钟)通过本节课的学习,让学生对电位的概念、计算公式及应用方法有一个深入的认识。

帮助学生总结本节课的要点,加深对电位的理解。

七、作业布置布置作业,让学生再次进行电位的计算练习,并要求学生写一篇关于电位计算方法和应用的总结。

《仪器分析》课程教案

《仪器分析》课程教案

《仪器分析》课程教案第一章引言一、课程简介仪器分析法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。

这类方法通常需要使用较特殊的仪器,故得名“仪器分析”。

随着科学技术的发展,分析化学在方法和实验技术方面都发生了深刻的变化,特别是新的仪器分析方法不断出现,且其应用日益广泛,从而使仪器分析在分析化学中所占的比重不断增长,并成为化学工作者所必需掌握的基础知识和基本技能。

二、仪器分析方法的分类三、仪器分析的特点及发展趋势优点是:1. 操作简便而快速,对于含量很低(如质量分数为10 -8 或10 -9 数量级)的组分,则更具独特之处。

2. 被测组分的浓度变化或物理性质变化能转变成某种电学参数(如电阻﹑电导﹑电位﹑电容﹑电流等),故易于实现自动化和连接电子计算机。

因此,仪器分析具有简便﹑快速﹑灵敏﹑易于实现自动化等特点。

对于结构分析,仪器分析法也是极为重要和必不可少的工具。

生产的发展和科学的进步,不仅对分析化学在提高准确度﹑灵敏度和分析速度等方面提出更高的要求,而且还不断提出更多的新课题。

一个重要的方面是要求分析化学能提供更多﹑更复杂的信息。

现代科学技术发展的特点是学科之间的相互交叉﹑渗透,各种新技术的引人﹑应用等,促进了学科的发展,使之不断开拓新领域﹑新方法。

如电感耦合等离子体发射光谱﹑傅立叶变换红外光谱﹑傅立叶变换核磁共振波谱﹑激光拉曼光谱﹑激光光声光谱等。

另外试样的复杂性﹑测量难度﹑要求信息量及响应速度在不断提高,这就需要将几种方法结合起来,组成连用分析技术,可以取长补短,起到方法间的协同作用,从而提高方法的灵敏度﹑准确度及对复杂混合物的分辨能力,同时还可获得两种手段各自单独使用时所不具备的某些功能,因而连用分析技术以成为当前仪器分析方法的主要方向之一。

计算机技术对仪器分析的发展影响极大。

在分析工作者的指令控制下,仪器自动处于优化的操作条件完成整个分析过程,进行数据采集﹑处理﹑计算等,直至动态CRT 显示和最终曲线报表。

中专电工基础教案第二章直流电路

中专电工基础教案第二章直流电路

第二章直流电路2.1 电阻串联电路& 2.2 电阻并联电路、串联电路把几个电阻一次连接起来,组成中间无分支的电路,叫做电阻串联电路。

如下图1 所示为两个电阻组成的串联电路。

图1 电阻串联电路串联电路的特点:1.串联电路中电流处处相等。

当n 个电阻串联时,则I1 I2 I 3 I n (式2-1)2.电路两端的总电压等于串联电阻上分电压之和。

U U1 U 2 U 3 U n (式2-2)3.电路的总电阻等于各串联电阻之和。

R 叫做R1,R2串联的等效电阻,其意义是用R 代替R1,R2后,不影响电路的电流和电压。

在图1中,(b)图是(a)图的等效电路。

当n 个电阻串联时,则R R1 R2 R3 R n (式2-3 )4.串联电路中的电压分配和功率分配关系。

由于串联电路中的电流处处相等,所以上述两式表明,串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻的阻值成正比; 各个电阻所消耗的功率也和各个电阻阻值成正比。

推广开来,当串联电路有 n 个电阻构成时,可得串联电路分压公式 R 1 R 1 R 2 R 3R n提示:在实际应用中,常利用电阻串联的方法,扩大电压表的量程。

二、电阻并联电路把两个或两个以上的电阻接到电路中的两点之间, 电阻两端承受同一个电压 的电路,叫做电阻并联电路。

图 2 电阻并联电路 并联电路的特点 :1、电路中各个电阻两端的电压相同即 U 1 U 2 U 3 U n (式 2-6)2、电阻并联电路总电流等于各支路电流之和U 1U 2 R 1 R 2 R n2 P 1 P 2R 1 R 2 P nR nU 2 R 2 R 1 R 2 R 3R n U nR n R 1 R 2 R 3 R n即 I I 1 I 2 I 3 I n (式 2-7 )3、并联电路的总阻值的倒数等于各并联电阻的倒数的和4、电阻并联电路的电流分配和功率分配关系 在并联电路中,并联电阻两端电压相同,所以 U R 1I 1 R 2I 2 R 3I 3 R n I n上式表明,并联电路中各支路电流与电阻成反比;各支路电阻消耗的功率和 电阻成反比。

晶体三极管的判别

晶体三极管的判别

晶体三极管的工作状态、管脚和类型的判别电子教案加入时间:2008-9-11 15:02:55 陈岳惠点击:104摘要:晶体三极管三个工作状态的条件和特点,运用三种分析方法,判断管子工作状态。

关键词:工作状态;电位分析法;电流分析法;计算分析法。

晶体三极管是晶体管电子电路的核心器件,具有电流放大和开关作用。

在模拟电子电路中,它起放大作用,基本放大电路、正弦波振荡器以及串联型稳压电源中的三极管均工作在放大状态;在脉冲和数字电路中,它起开关作用,脉冲振荡器、逻辑门电路、触发器中的三极管则工作在截止状态和饱和状态。

正确理解三极管是学习电子技术入门的关键,而掌握三极管的三种工作状态是其主要内容。

下表是NPN晶体三极管工作状态的特点、条件。

根据上述特点和条件设计合适题目供学生练习,以巩固知识,加深对三极管的理解。

常见的题目便是晶体三极管的工作状态、类型和管脚的判别。

一、电位分析法(一)、已知管子类型和各极电位判断三极管的工作状态。

先判断管子是否处于放大状态,如果满足,即对NPN:V C>V B>V E,对PNP:V C<V B<V E ,该管子处于放大状态。

如果不满足,管子便处于截止状态或饱和状态,凡V C和V E接近便为饱和状态;凡V C和V E相差较大,管子处于截止状态。

例1、各三极管的每个电极对地的电位,如图1所示,试判断各三极管处于何种工作状态?(NPN型为硅管,PNP型为锗管)。

分析:先判断管子是否处于放大状态,仅a图符合PNP:V C<V B<V E,处于放大状态;b图和c图管子比较,前者V C和V E十分接近,处于饱和状态,后者V C和V E 相差较大,处于截止状态。

例2、判断图2三极管I B、I C和VCE。

该三极管处于何种状态?分析:该管为NPN型,由于V B<V E,所以管子处于截止状态,故I B≈0,I C≈0,V CE≈12V。

(二)、已知管子处于放大状态和各极电位,判断三极管各电极名称、类型。

南京仪器分析教案

南京仪器分析教案

南京仪器分析教案第一章:绪论1.1 课程简介介绍南京仪器分析课程的目的、意义和主要内容。

强调仪器分析在化学、化工、环保等领域的应用重要性。

1.2 仪器分析方法的分类概述常见的仪器分析方法,如光谱分析、色谱分析、电化学分析等。

简要介绍各种方法的原理和特点。

1.3 实验操作的基本要求强调实验操作的安全性和规范性。

介绍实验中的数据处理和结果分析方法。

第二章:光谱分析2.1 紫外-可见光谱分析介绍紫外-可见光谱分析的原理和方法。

讲解紫外-可见光谱仪的使用方法和操作步骤。

2.2 红外光谱分析介绍红外光谱分析的原理和方法。

讲解红外光谱仪的使用方法和操作步骤。

2.3 拉曼光谱分析介绍拉曼光谱分析的原理和方法。

讲解拉曼光谱仪的使用方法和操作步骤。

第三章:色谱分析3.1 气相色谱分析介绍气相色谱分析的原理和方法。

讲解气相色谱仪的使用方法和操作步骤。

3.2 液相色谱分析介绍液相色谱分析的原理和方法。

讲解液相色谱仪的使用方法和操作步骤。

3.3 色谱数据分析介绍色谱数据分析的方法和技巧。

讲解色谱数据的处理和结果分析。

第四章:电化学分析4.1 电位分析介绍电位分析的原理和方法。

讲解电位分析仪的使用方法和操作步骤。

4.2 库仑分析介绍库仑分析的原理和方法。

讲解库仑分析仪的使用方法和操作步骤。

4.3 电化学发光分析介绍电化学发光分析的原理和方法。

讲解电化学发光分析仪的使用方法和操作步骤。

第五章:实验操作与数据处理5.1 实验操作技巧介绍实验操作中的注意事项和技巧。

强调实验操作的准确性和可靠性。

5.2 数据处理方法介绍实验数据的处理方法,如误差分析、校正因子计算等。

讲解数据处理软件的使用方法和操作步骤。

强调实验报告的清晰性和完整性。

第六章:原子吸收与发射光谱分析6.1 原子吸收光谱分析介绍原子吸收光谱分析的原理和方法。

讲解原子吸收光谱仪的使用方法和操作步骤。

6.2 原子发射光谱分析介绍原子发射光谱分析的原理和方法。

讲解原子发射光谱仪的使用方法和操作步骤。

计算电路中的电位公开课教案

计算电路中的电位公开课教案

1、电路中两点间的电位差(即电压)是绝对的,不随电位参
在总结过程中,让学
考点的不同发生变化,即电压值与电位参考点无关;而电 和老师对所学 生对所学知识再次进
路中某一点的电位则是相对电位参考点而言的,电位参考 知识一起进行 行巩固。
点不同,该点电位值也将不同。
总结。
2、在求某点电位时,选择不同的路径进行计算,
如图所示电路,已知:E1 45 V,E2 12 V,电源内阻忽
的积极性,又为后续
略不计;R1 5 ,R2 4 ,R3 2 。求 B、C 点的
内容打好铺垫。
电位 Vb、Vc 和 BC 之间的电压 Ubc
c
R3
d
E1
b R1
E2
a R2
e
学生听老师讲 解例题并按要 利用实例对电位和电 求完成任务, 压的概念再次进行对 最后对两次结 比总结,引出电位相
垂直距离(海拔高度差)→电压(电位差)
位、电压、零 在零电位点环节通过
4、求解电位的方法
参考点的概念 仿真实验进行验证,
(1)确认电位参考点的位置(即零电位点);
和求解电位的 即方便又让学生加深
(2)确定电路中的电流方向和大小
方法。
认识。
(3)画出一条从被求点开始到电位参考点的路径,则该点
的电位加上此路径上所有电压升,减去所有的电压降结果
设计意图
一、引入
展示图片,引入海拔高度,再由海拔高度引入电位高度。 观看图片,回 通过美景的引入,吸
二、讲授新课
答问题。
引学生注意力,引入
1、电位的概念:
本课内容
电位:是电路中某点到参考点(零电位点)的电压降,一般
用 V 表示。
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第十一章电位分析法一.教学内容1.电位分析法的基本概念及基本原理2.离子选择性电极的基本结构、类型、响应机理、特性参数以及相关的计算3.电位分析的方法及应用二.重点与难点1.膜电位及离子选择电极电位的产生及表达式2.各类离子选择性电极的响应机理,p H玻璃电极尤为重要3.离子选择性电极的特性参数,尤以电位选择性系数为重要4.离子选择性电极的应用三.教学要求1.牢固掌握电位分析法的基本原理2.较好掌握离子选择电极的基本结构、各类电极的响应机理3.深刻理解电位选择系数的意义及相关运算4.掌握用电位法测定某些物理化学常数5.能根据分析对象,选择合适的电极加以应用6.了解一些新类型的电极四.学时安排4学时电位分析法的基本原理电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度(或浓度)的关系进行分析的一种电化学分析法。

N e rn s t方程式就是表示电极电位与离子的活度(或浓度)的关系式,所以Ne r n s t方程式是电位分析法的理论基础。

电位分析法利用一支指示电极(对待测离子响应的电极)及一支参比电极(常用S C E)构成一个测量电池(是一个原电池)。

在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下,测得电池的电动势(或指示电极的电位)E=φ参比-φ指示由于φ参比不变,φ指示符合N e r ns t方程式,所以E的大小取决于待测物质离子的活度(或浓度),从而达到分析的目的。

电位分析法的分类和特点1. 电位分析法的分类•直接电位法――利用专用的指示电极――离了选择性电极,选择性地把待测离子的活度(或浓度)转化为电极电位加以测量,根据N e rn s t方程式,求出待测离子的活度(或浓度),也称为离子选择电极法。

这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。

•电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。

电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。

2. 电位分析法的特点★离子选择电极法•应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离及气体的测定。

因为测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。

•测定速度快,测定的离子浓度范围宽。

•可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、细胞等对象的分析。

★电位滴定法•准确度比指示剂滴定法高,更适合于较稀浓度的溶液的滴定•可用于指示剂法难进行的滴定,如极弱酸、碱的滴定,络合物稳定常数较小的滴定,浑浊、有色溶液的滴定等。

•可较好地应用于非水滴定。

离子选择电极的基本结构离子选择性电极(Io n-S el e ct i v e El e c t ro d e IS E)是其电极电位对离子具有选择性响应的一类电极,它是一种电化学传感器,敏感膜是其主要组成部分,其基本结构见下图。

离子选择性电极的电极电位1. 膜电位扩散电位φd――两种不同离子或离子相同而活度不同的溶液,其液液界面上由于离子的扩散速度不同,能形成液接电位,也可称扩散电位。

离子的扩散属于自由扩散,没有强制性和选择性,正、负离子均可进行。

扩散电位不仅存在于液液界面,也存在于固体内部。

在离子选择性电极的敏感膜中也可产生扩散电位。

扩散电位与离子的迁移数t i有关,当扩散阳离子和阴离子的迁移数(t+、t-)相同时,φd=0。

对于一价离子φd可表示为:道南(Do nn a n)电位φD――若有一种带负电荷载体的膜(阳离子交换物质)或选择性渗透膜。

它能发生交换或只让被选择的离子通过,当膜与溶液接触时,膜相中可活动的阳离子的活度比溶液中高,或者只允许阳离子通过,而阻止阴离子通过,最终结果造成液和膜两相界面上正、负电荷分布不均匀,形成双电层结构而产生电势差。

这种电荷的迁移形式带有选择性或强制性,产生的电位是相间电位,称为道南电位。

(a、分别为离子在溶液中及膜界面上的活度)注意:式中""号表示阳离子为"+",阴离子为"-"。

2.IS E的膜电位φMφM包括液、膜两相界面离子扩散或交换所产生的道南电位φD及膜中内、外两表面间离子扩散产生的扩散电位φd,如图所示:(式中z为离子的电荷数)3.IS E的电极电位φI S E(阳离子为"+",阴离子为"-")可见φI S E取决于待测离子的活度――IS E的N er ns t方程――IS E 方法的依据。

K也可以写成φI S E O,它包括φ内参、内膜界面电位、膜内扩散电位、膜不对称电位等。

离子选择性电极的分类. 玻璃电极1. 玻璃电极的结构及类型玻璃电极包括对H+响应的pH玻璃电极及对K+、N a+离子响应的p K、p N a玻璃电极。

玻璃电极的结构同样由电极腔体(玻璃管)、内参比溶液、内参比电极、及敏感玻璃膜组成,而关键部分为敏感玻璃膜。

p H玻璃电极的结构如右图所示。

现在不少p H玻璃电极制成复合电极,它集指示电极和外参比电极于一体,使用起来甚为方便和牢靠。

玻璃电极依据玻璃球膜材料的特定配方不同,可以做成对不同离子响应的电极。

如常用的以考宁015玻璃做成的pH玻璃电极,其配方为:Na2O 21.4%,C a O6.4%,S i O272.2%(摩尔百分比),其p H测量范围为p H1-10,若加入一定比例的Li2O ,可以扩大测量范围。

改变玻璃的某些成分,如加入一定量的Al2O3,可以做成某些阳离子电极,玻璃电极2. p H玻璃电极的响应机理•硅酸盐玻璃的结构――玻璃中有金属离子、氧、硅三种无素,S i-O键在空间中构成固定的带负电荷的三维网络骨架,金属离子与氧原子以离子键的形式结合,存在并活动于网络之中承担着电荷的传导,感敏玻璃膜水化胶层的形成――新做成的电极,干玻璃膜的网络中由N a+所占据。

当玻璃膜与纯水或稀酸接触时,由于S i-O与H+的结合力远大于与N a+的结合力,反应的平衡常数很大,向右反应的趋势大,玻璃膜表面形成了水化胶层。

因此水中浸泡后的玻璃膜由三部分组成:膜内外两表面的两个水化胶层及膜中间的干玻璃层。

•P H玻璃电极的膜电位及电极电位――形成水化胶层后的电极浸入待测试液中时,在玻璃膜内外界面与溶液之间均产生界面电位,而在内、外水化胶层中均产生扩散电们,膜电位是这四部分电位的总和。

B a u c k e认为水化胶层中的离解平衡及水化胶层中H+与溶液中H+的交换是决定界面电位的主要因素,即:而且,当玻璃膜内外表面的性状相同,可以认为:则p H玻璃电极的电极电位为:•p H玻璃电极的不对称电位φ不――按照上面推得的膜电位式子,当膜内外的溶液相同时,φM=0,但实际上仍有一很小的电位存在,称为不对称电位,其产生的原因是膜内外表面的性状不可能完全一样引起的,即与、φd内与φd不同引起的。

影响它的因素主要有:制造时玻璃膜内外表面外产生的表面张力不同,使用时膜内外表面所受的机械磨损及化学吸附,浸蚀不同。

不同电极或同一电极不同使用状况、使用时间,φ不不一难以测量和确定。

干的玻璃电极使用前经长时样,所以φ不间在纯水或稀酸中浸泡,以形成稳定的水化胶层,可降低φ;p H测量时,先用p H标准缓冲溶液对仪器进行定位,可不对测定的影响。

各种离选择电极均存在不同程度的消除φ不φ,而玻璃电极较为突出。

•p H玻璃电极的不对称电位φ不――按照上面推得的膜电位式子,当膜内外的溶液相同时,φM=0,但实际上仍有一很小的电位存在,称为不对称电位,其产生的原因是膜内外表面的性状不可能完全一样引起的,即与、φd内与φd外不同引起的。

影响它的因素主要有:制造时玻璃膜内外表面产生的表面张力不同,使用时膜内外表面所受的机械磨损及化学吸附,浸蚀不同。

不同电极或同一电极不同使用状况、使用时间,φ不一样,所以φ难以测量和确定。

干的玻璃电极使用前经长时间在纯水或稀酸中浸泡,以形成稳定的水化胶层,可降低φ;p H测量时,先用p H标准缓冲溶液对仪器进行定位,可消除φ对测定的影响。

各种离选择电极均存在不同程度的φ,而玻璃电极较为突出。

•p H玻璃电极的"钠差"和"酸差""钠差"――当测量p H较高或N a+浓度较大的溶液时,测得的pH值偏低,称为"钠差"或"碱差"。

每一支pH玻璃电极都有一个测定p H高限,超出此高限时,"钠差"就显现了。

产生"钠差"的原因是Na+参与响应。

"酸差"――当测量p H小于1的强酸,或盐度大,或某些非水溶液时,测得的p H值偏高,称为"酸差"。

产生"酸差"的原因是:当测定酸度大的溶液时,玻璃膜表面可能吸附H+所致,当测定盐度大或非水溶液时,溶液中变小所致。

3. p H的实用(操作性)定义及p H的测量p H的热力学定义为:活度系数γH+难以准确测定,此定义难以与实验测定值严格相关。

因此提出了一个与实验测定值严格相关的实用(操作性)定义。

如下的测量电池:因此K'是一个不确定的常数,所以不能通过测定E直接求算p H,而是通过与标准p H缓冲溶液进行比测,分别测定标准缓冲溶液(pH S)及试液(pH X)的电动势(E S及E X),得到:即p H值是试液和p H标准缓冲溶液之间电动势差的函数,这就是p H的实用(操作性)定义。

美国国家标准局已确定了七种p H标准溶液。

我们常用的三种标准溶液为:邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾--磷酸一氢钾、硼砂,25℃时的p H分别为 4.01、6.86、9.18。

实际工作中,用pH计测量p H值时,先用p H标准溶液对仪器进行定位,然后测量试液,从仪表上直接读出试液的p H值。

离子选择性电极的特性参数1. N e rn st响应、线性范围和检测下限φI S E随离子活度变化的特性称为响应,若这种响应符合N e r ns t方程式,这称为N e rn st响应:在实际测量中,以φ对l ga(或p a)作图,所得的曲线称为校正曲线,对阳离子来说。

可见当待测离子的活度降低到某一定值时,曲线开始偏离N e r ns t方程的线性。

校正曲线的直线部分所对应的离子活度范围称为IS E响应的线性范围。

直线部分与水平部分延长线的交点所对应的离子活度称为IS E的检测下限。

2. 响应斜率校正曲线线性响应部分的直线斜率,称为IS E的实际响应斜率,S也称为级差。

3.电位选择系数任何一个IS E对一特定离子的响应都不会是绝对专一的,溶液中的某些共存离子可能会有响应,即共存离子对IS E的电极电位也有贡献,此时的电位方程式应表达为:越小,IS E的选择性越好。

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