2.2电位法讲解
电位分析法
②饱和甘汞电极– SCE
Saturated Calomel Electrode (SCE) φ = +0.2444 V vs. NHE 半电池表达式： || KCl(sat.) ,Hg2Cl2(s) | Hg(l)
电极反应： Hg2Cl2(s) + 2 e- ＝ 2 Hg(l) + 2 Cl-
2.303 RT K lg a (Cl ) 2F
φ 玻璃 φ (膜) φ（不对称） φ（内参比）
2.303 RT φ 玻璃 K pH( 试液) φ 不对称 φ 内参比 F
膜内外结构， 浸泡
常数
φ 玻璃 常数
2.303 RT pH( 试液) F
线性方程
溶液PH值的测定
用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，浸入待测 试掖中，组成原电池：
pH （试液） pH （标准）
E（标准） E（试液）F 2.303RT
当测定时温度是25℃时，每单位pH值不等于59.2mV，需要用酸度 计上的温度调节器进行补偿，以校正温度的影响。
（二）氟离子选择性电极 The Fluoride ion selective electrode
• single crystals of LaF3：敏感膜
pH复合玻璃电极
external ref.
H+ unknown
pH meter
glass membrane
H+ 0.1M
internal ref.
E φ pH φ ref
pH electrode
reference electrode
2.303RT (K pH ) φ ref F 2.303RT K pH F 2.303RT EK pH F
电位法井间裂缝监测技术在煤层气井压裂中的应用
050地质勘探DI ZHI KAN TAN1 引言目前，我国煤层气开发面积不断扩大，随着研究程度的深入，不同煤体结构压裂后产气效果差距非常大，随着煤矿开采，原压裂排采井在地下也被煤矿开采，研究人员对于压裂影响半径疑问越来越多。
随着煤层气开发向着低渗、低丰度更深的储层进军，储层压裂对于煤层气开发增产起非常重要的作用。
压裂工艺随着全国煤层气勘探开发程度的不断深入，现场工程师也认识到压裂工艺的改造对于不同煤体结构要有适合的压裂工艺，且压裂的影响半径也会变化，因此，对于煤层气压裂过程中裂缝的方位，延伸长度能够定性判断成为紧迫。
电位法井间监测技术在煤层气压裂中发展较快，在煤层气中也获得较多试验发展，是目前应用比较广泛的人工压裂裂缝测试手段。
为了获取压裂裂缝方位、形态、长度等相关参数，应用电位法、微地震测试方法对CS-01井3﹟煤层压裂裂缝方位进行了监测。
2 电位法压裂裂缝测试原理及成果2.1 电位法测试原理电位法井间监测技术是以传导类电法勘探的基本理论为依据，通过注入目的层位高电电离能量的工作液，测量工作也引起电场变化的形态，通过观察电场变化来解释目的层的裂缝方位及延伸长度等相关参数。
压裂施工中所用的压裂液是与地层导电性差距较大的液体，从测井套管供电向地层提供高稳定的电流。
施工的压裂液在地层中作为一个场源，由于此场源存在，目的层中的电阻率分布形态发生了明显变化，即压裂液集中地区低阻区，压裂液少地方相对高阻。
电阻变化就会导致地面电流密度发生变化，低阻地区电流密度相对较大。
在以上原理的基础上，在压裂井的周边环形布置检测点，检测其电位变化情况。
在压裂过程中实时监测地面的电位变化情况，从而达到推断裂缝开裂方向及延伸长度等相关参数信息。
2.2 电位法测试技术在油气田勘探开发中的应用1）测定人工裂缝方位和裂缝延伸长度，确定区块主应力方向，评价压裂施工效果；2）了解局部应力场的变化规律及影响因素，为井网调整及部署提供依据。
控制电位法-概述说明以及解释
控制电位法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述控制电位法是一种常见的物理和化学实验方法，用于测量、控制和调节物质的电位。
在各个领域中，控制电位法被广泛应用于实验研究、工业生产和环境监测等方面。
通过控制物质的电位，我们可以实现对化学反应的控制，调节电子传递过程，改变溶液的酸碱性等。
因此，控制电位法在化学、材料、生物等领域具有广阔的应用前景和重要意义。
控制电位法的基本原理是通过在电极间施加外加电势，使电极与电解质溶液之间建立电势差，从而控制物质在电极表面的电位。
以金属电解质溶液为例，控制电位法可通过改变电解质的成分或施加外加电势，使金属电极的电位达到所需的数值。
在这个过程中，通过监测电流和电势的变化，可以对反应过程进行实时监控和调节。
控制电位法在工业中有广泛的应用。
例如，在金属加工工业中，控制电位法可以用于表面处理和电镀过程的控制。
通过控制电位，可实现金属表面的防腐、增加光泽和改变颜色等处理效果。
此外，控制电位法在电化学分析、电池制造和电镀工艺等方面也有着重要的地位。
但是，控制电位法也存在一定的局限性。
首先，它对电极和电解质的性质要求较高，需要精确地控制实验条件。
其次，它在复杂的体系中应用较为困难，例如在生物体系中的应用受到限制。
此外，控制电位法在工业生产中可能存在一定的环境污染风险，需要合理的操作和废物处理措施。
总结而言，控制电位法作为一种重要的实验和工业方法，具有广泛的应用前景。
通过控制物质的电位，我们可以实现对化学反应和电子传递过程的精细控制，进而实现对物质性质的改变。
未来，随着科学技术的发展和实验技术的不断创新，控制电位法将继续发挥重要作用，并为相关领域的研究和应用带来新的突破。
1.2 文章结构文章结构部分内容：2. 正文2.1 控制电位法的基本原理2.2 控制电位法在工业中的应用2.3 控制电位法的优点和局限性在本文中，我将详细介绍控制电位法及其在工业中的应用。
首先，我将阐述控制电位法的基本原理，包括其定义、理论基础和操作方法。
电位器改变电压方法
电位器改变电压方法1.引言概述部分的内容可以按照以下方式编写：1.1 概述电位器是一种常见的电子元件，它可以用来控制电路中的电压。
通过调节电位器的旋钮或滑动块的位置，可以改变电路中的电阻值，进而改变电压的大小。
电位器在电子设备以及各种电路中广泛应用，如音量控制、亮度调节等，起到了非常重要的作用。
本文将介绍电位器的基本原理以及改变电压的方法。
首先，我们将详细探讨电位器的工作原理和组成结构，以帮助读者更好地理解其作用机制。
随后，我们将重点介绍不同的方法来改变电位器的电压，包括旋钮电位器和滑动电位器等。
通过对这些方法的详细讲解，读者可以了解到如何有效地利用电位器来调节电压。
本文的目的是帮助读者深入理解电位器的工作原理和改变电压的方法，并展望其在未来的应用前景。
通过本文的阅读，读者将对电位器的工作原理和使用方法有更深入的了解，可以更好地应用于实际电路和电子设备中。
无论是电子工程师还是对电子技术感兴趣的人士，阅读本文都会有所收获。
接下来，我们将首先介绍电位器的基本原理，带领读者深入了解其工作原理和组成结构。
然后，我们将详细介绍电位器改变电压的方法，并总结它们的特点和适用场景。
最后，我们将对电位器的应用进行展望，探讨其在未来的潜在用途。
通过本文的阅读，读者将对电位器有更全面的认识，并能够灵活地运用它来满足各种电路和设备的需求。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕电位器改变电压的方法展开讨论。
首先，在引言部分概述电位器的基本原理，为读者提供必要的背景知识。
然后，我们将详细探讨电位器改变电压的几种常见方法，并对它们的优缺点进行分析和比较。
在正文部分，我们将依次介绍电位器的基本原理和各种改变电压的方法的原理和操作步骤。
在结论部分，我们将总结电位器改变电压的方法，并展望电位器在其他领域的应用前景。
通过这样的结构安排，读者可以系统地了解电位器改变电压的方法，从而更好地理解电位器的作用和应用。
同时，本文结构清晰，条理分明，帮助读者更好地理解和掌握相关的知识。
电位分析法.
电位分析法.第三类：通过电极反应把被测物质，转变为金属或其它形式的搓化物，用重量法测定基会量。
2、电化学电池2．1 原电池能自发的将本身的化学能变成电能，这种化学电池称为原电池。
以铜锌原电池为例锌电极、负极(阳极)：e 2Z Z 2n n +→+氧化反应铜电极、正极(阴极)：u 2uC e 2C →++还原反应2．2 电解池实现某种电化学反应的能量由外电源供给则这种化学电池称为电解池仍以铜电极和锌电极为例。
锌电极、负极(阴极)：n 2nZ e 2Z →++ 还原反应铜电极、正极(阳极)：e 2C C 2u u +→+氧化反应应注意：阳极、阴极是对实际发生的反应而言，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；正极、负极是对电荷的流向而言，电子流出为负极，电子流入为正极。
2．3 电池的表示方法Zn ZnSO 4（a 1） CuSO 4（ a 2）Cu E 电池=E 右-E 左规定：⒈发生氧化反应的一极(阳极)写在左边，发生还原反应的写在右边。
⒉电池组成的每一个接界面用单竖线“∣”隔开，两种溶液通过盐桥连接，用双竖线“‖”表示。
⒊电解质溶液位于两电极之间，并应注明浓度，如有气体应注明压力、温度电池电动势左右电池－＝E E E3、电位分析法概述电位分析法(potentiometry)：是基于测量浸入被测液中两电极间的电动势或电动势变化来进行定量分析的一种电化学分析方法，称为电位分析法。
根据分析应用的方式又可分为直接电位法和电位滴定法。
直接电位法(direct potentiometry) ：是将电极插入被测液中构成原电池，根据原电池的电动势与被测离子活度间的函数关系直接测定离子活度的方法。
电位滴定法 (potentiometric titration): 是借助测量滴定过程中电池电动势的突变来确定滴定终点，再根据反应计量关系进行定量的方法。
电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(即所构成原电他的电动势) 进行分析测定。
电化学分析电位法
Ag/AgCl电极
• 结构：同甘汞电极，只是将 HgHg2Cl2换成涂有AgCl的银丝。
• KCl溶液：3.5M或饱和。
– 电极组成：Ag AgCl, KCl
– 电极反应：AgCl + e = Ag + Cl-
–
电极电位：
o Ag /Ag
0.059lgaCl
2 lgKsp,CaC2O4 2 lgaCa2
0.059 K 2 lgaCa2
零类电极
• 亦称惰性电极 • Pt/Fe3+,Fe2+，Pt/Ce4+,Ce3+…… • 电极反应：Fe3+ + e = Fe2+ • 电极电位：
0 0.0592lg aFe3 aFe2
•Pt 未参加电极反应，只提供Fe3+及Fe2+之间电子交换场所。
电分析方法特点
1. 快速、灵敏、在线； 2. 仪器简单、便宜； 3. 可得到许多有用的信息
① 活度而非浓度； ② 元素形态分析：如Ce(III)及Ce(IV)分析； ③ 界面电荷转移的化学计量学和速率； ④ 传质速率； ⑤ 吸附或化学吸附特性； ⑥ 化学反应的速率常数和平衡常数测定等。
第一节 电化学分析基础
0 0.0592 lg aO
n
aR
电池反应的Nernst方程
• 若电池的总反应为：aA + bB = cC + dD
电池电动势为：
E
0
0.0592 n
lg
(aC (aA
)c (aD )a (aB
)d )b
• 其中0为所有参加反应的组份都处于标准状态时
的电动势。
T全自动电位滴定仪操作手册及方法大全
2.2.4 测量离子浓（活）度的方法 .................错误!未指定书签。 2.2.5 影响测定的因素 ...........................错误!未指定书签。 2.2.6 电极的发展现状及趋势 .....................错误!未指定书签。 2.3 电位滴定法 ................................错误!未指定书签。 2.3.1 电位滴定法的原理 .........................错误!未指定书签。 2.3.2 电位滴定终点的确定 .......................错误!未指定书签。 2.4 电位滴定法的应用和指示电极的选择...........错误!未指定书签。 第三章操作与维护 错误!未指定书签。 3.1 操作步骤 ..................................错误!未指定书签。 3.1.1 方法编辑 .................................错误!未指定书签。 3.1.2 运行方法 .................................错误!未指定书签。 3.2 主机维护 ..................................错误!未指定书签。 3.3 电极维护 ..................................错误!未指定书签。 3.3.1DGi111-SC 玻璃电极 .......................错误!未指定书签。 3.2.2DMi140-SC 铂电极 .........................错误!未指定书签。 3.3.3DMi140-SC 铂电极 .........................错误!未指定书签。 3.3.4InLabTM74X 电导率电极 .....................错误!未指定书签。 第四章常用名词与符号 错误!未指定书签。 4.1 常用名词解释 ..............................错误!未指定书签。 4.2 常用符号 ..................................错误!未指定书签。 第五章方法大全 错误!未指定书签。 5.1 液碱的分析 ................................错误!未指定书签。
电位滴定法教程
2.4.3Δ2E/ΔV 2 - V曲线法
：二级微商法。
Δ2E/ΔV 2 值的计算：
2 E V 2
(
E V
)2
(
E V
V
)1
与Δ2E/ΔV 2 值相应的V值是相邻 两次与 ΔE/ΔV值对应的V值平均 值。曲线上存在着Δ2E/ΔV 2=0的 点，该点对应着ΔE- Δ V 曲线中
的极Байду номын сангаас点，该点所对应的V值即为 滴定终点。
图 10
2. 5电位滴定法的特点：
①测定准确度高。与化学容量法一样，测定相对误差 可低于0.2%。
②可用于无法用指示剂判断终点的混浊体系或有色溶 液的滴定。
θ Ag/Ag 0.05916 lg aAg
③第二类电极 组成: 由金属表面覆盖其难溶盐, 插入与此难溶盐具
有相同阴离子的可溶岩溶液中构成。 例如:表面覆盖AgCl的Ag丝,插入含Cl-离子的溶液中,
构成Ag-AgCl电极即为第二类电极。
AgCl Ag Cl
Ag e Ag
θ AgCl/Ag
①电极电位与离子活度符合能斯特方程式； ②响应快,重现性好； ③结构简单，使用方便。
pH K 0.05961 lg aH
图1 玻璃电极
1.2.2参比电极
⑴参比电极: 在恒温或恒压条件下, 具有确定电位值的 电极。
①甘汞电极
电极反应和电极电位为：
Hg 2Cl 2 2e 2Hg 2Cl
Hg2Cl2/Hg
图8
2.4.2ΔE/ΔV - V曲线法：
图（9）
一级微商法。ΔE/ΔV为E的变化
值与相应的加入滴定剂体积的增量
之比。与ΔE/ΔV值相应的V值是相
邻两次加入体积的平均值
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2.2.2 离子选择性电极的原理
指示电极：离子选择性电极（膜电极）。 特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。 膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。
将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极 （敏感膜）
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原理:
LaF3的晶格中有空穴，在晶格上的F可以移入晶格邻近的空穴而导电。对于 一定的晶体膜，离子的大小、形状和电 荷决定其是否能够进入晶体膜内，故膜 电极一般都具有较高的离子选择性。 当氟电极插入到 F- 溶液中时， F- 在晶 体膜表面进行交换。25℃时
膜 = k - 0.059 lgaF- = k + 0.059 pF
08:35:42
1.晶体膜电极
（1）氟离子单晶膜电极
敏感膜：(氟化镧单晶)
掺有EuF2 的LaF3单晶切片；
内参比电极：Ag-AgCl电极(管内)。
内参比溶液：0.1 mol· L-1的NaCl和0.01 mol · L-1的NaF 混合溶液（F-用来控制膜内表面的电位，Cl-用以固定内参 比电极的电位）。
第二章 基本电化学分析法
Basic electrochemical analysis
2.2.1 电位分析 基本原理 2.2.2 离子选择 电极的原理
第二节 电位法
Potentiometry
2.2.3 离子选择 电极的特性
2.2.4 电位分析 方法的应用
08:35:42
2.1.1 电位法基本原理
电位分析是通过在零电流条件下测 定两电极间的电位差（电池电动势） 所进行的分析测定。 ΔE = + - - + 液接电位 装置：参比电极、指示电极、电位 差计。 当测定时，参比电极的电极电位保 持不变，电池电动势随指示电极的电 极电位而变，而指示电极的电极电位 随溶液中待测离子活度而变。
（3）X- 阴离子多晶膜电极
分别由Ag2S-AgCl，Ag2S-AgBr，Ag2S-AgI，Ag2SAgSCN 等粉末压片的敏感膜可制成对相应阴离子响应的 X-阴离子选择性电极，在25℃时的电极电位为：
X- = k - 0.0592 lgaX0Βιβλιοθήκη :35:42（4）阳离子膜电极
由Ag2S-CuS，Ag2S-PbS，Ag2S-CdS等粉末压片的敏感 膜可制成分别对相应Cu2+，Pd2+，Cd2+等二价阳离子响应的 膜电极，在25℃时的电极电位为
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玻璃膜电位的形成
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玻璃膜电位
玻璃电极放入待测溶液， 25℃平衡后： H+溶液== H+硅胶 内 = k1 + 0.059 lg( a2 / a2’ ） 外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’ ） a1 ， a2 ：外部试液和电极内参比溶液的H+活度； a’1 ， a’2 ：玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度； k1 ， k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。 玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则 k1=k2 ， a ’ 1 = a’ 2 膜 = 外 - 内 = 0.059 lg( a1 / a2） 由于内参比溶液中的H+活度（ a2）是固定的，则 膜 = K´ + 0.059 lg a1 = K´ - 0.059 pH试液
非晶体膜电极（crystalline membrane electrodes）
刚性基质电极（rigid matrix electrodes） 流动载体电极(electrodes with a mobile carrier) 敏化电极（sensitized electrodes） 气敏电极（gas sensing electrodes） 酶电极（enzyme electrodes）
具有较高的选择性，需要在pH5～7之间使用，pH高 时，溶液中的OH-与氟化镧晶体膜中的F-交换，pH较低时， 溶液中的F -生成HF或HF2 - 。
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（2）硫离子单晶膜电极
Ag2S粉末压片制成，电极的导电性较高，膜内的Ag+为 电荷的传递者。25℃时，电极电位为
S
2
0.0592 k lg aS2 2
内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度 也一定，则电池电动势为
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RT E E ln ai nF
离子选择性电极类别
1976年IUPAC基于膜的特征，推荐将其分为以下几类
离子选择性电极(又称膜电极)
原电极（primary electrodes） 晶体膜电极（crystalline membrane electrodes） 均相膜电极（homogeneous membrane electrodes） 非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes)
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玻璃膜电极
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玻璃膜电位的形成
水化硅胶层厚度：0.01～10 μm。在水化层，玻璃上 的Na+与溶液中H+发生离子交换而产生相界电位。
水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化 层扩散至干玻璃层，干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿 溶出的离子，离子的相对移动产生扩散电位。 两者之和 构成膜电位。
M
2
0.0592 k lg aM2 2
固态型膜电极：
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2.玻璃膜（非晶体膜）电极
非晶体膜电极，玻璃膜的组成不同可 制成对不同阳离子响应的玻璃电极。
H+响应的玻璃膜电极：敏感膜厚度约 为0.05mm。
SiO2基质中加入Na2O，Li2O和CaO烧 结而成的特殊玻璃膜。 水浸泡后，表面的 Na+ 与水中的 H+ 交换， 表面形成水合硅胶层 。 玻璃电极使用前，必须在水溶液中 浸泡。
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讨论:
(1) 玻璃膜电位与试样溶液中的pH呈线性关系。式中K´ 是由玻璃膜电极本身性质决定的常数。 (2) 电极电位应是内参比电极电位和玻璃膜电位之和。 (3) 不对称电位(25℃)： 膜 = 外 - 内 = 0.059 lg( a1 / a2） 如果 a1= a2 ，则理论上膜=0，但实际上膜≠0。