电分析化学 复习资料

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电分析化学整理(修订版)

电分析化学整理(修订版)

电分析化学—名词解释1、电化学位把电荷ze 的粒子从无限远处移动到某相内所做的总功叫做电化学位,包括3部分:①克服外电位所做的功ze ψ;②由于表面存在定向偶极层,或者电荷分布不均匀,克服表面电势所做的功ze χ;③将一个粒子从无限远处移向不带电荷也无定向偶极层的某相内,需克服粒子间的短层作用所做的化学功μ。

2、电极电势产生在金属和溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势,包括电位差Δψ和表面电势差Δχ,并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。

3、界面电势一个电化学池中,相界面都存在的电位差称之为界面电势,可分为以下3类:金属和金属之间的接触电势、金属和溶液之间的金属电极电势、溶液和溶液之间的液接电势。

4、电极表面双电层在电极的金属-电解质的两相界面存在电势存在双电层。

最邻近电极表面的一层称为内层,也叫做紧密层,这层由溶剂分子和特性吸附的离子或分子组成。

由于溶液的热运动,非特性吸附的离子的分布具有分散性,从外Helmholtz 平面一直延伸到本体溶液,称为分散层或者扩散层。

5、离子选择性系数pot ijK 称为离子i 对离子j 的电势选择性系数。

pot ij K 大,共存离子j 的干扰大,pot ij K 小,则干扰小,一只优良的离子i 的选择性电极,选择性系数越小越好。

6、离子选择电极的电极电势用标准氢电极(或者其他参比电极)做左半池,用离子选择电极组成右半池,测得的电化学池的电动势即为离子选择电极的电极电势。

表达式为lna z 0FRT E E ISE ISE ±=,它与分析溶液电极响应离子的活度间遵从能斯特关系式,是离子选择电极电势分析法的依据。

7、离子选择电极的温度系数 由i i 0lna z F RT E E ±=,电极电势对温度T 求导,得温度系数dTdlna z lna z d d d d i i i i 0F RT F R T E T E ±±=。

化学研究生电分析化学复习题

化学研究生电分析化学复习题

2014级化学研究生《电分析化学》复习题1.相关外文文献的熟练阅读。

2.电分析化学方法主要包括那些内容?电分析化学方法是建立在溶液中物质电化学性质基础上的一类仪器分析方法。

根据测量的电参量的不同,可分为:(1)测量溶液电导的方法称为电导分析法。

(2)测量电池电动势或电极电位的方法为电位分析法。

(3)测量电解过程中消耗的电量的方法为库仑分析法。

(4)测量电解过程中电流的方法为电流分析法;如测量电流随电位变化的曲线的方法,则为伏安法,其中使用滴汞电极的又称为极谱分析法。

(5)将电子作为沉淀剂使被测物在电极上析出,然后进行称量的方法为电解分析法(电重量分析法)。

3.简述电分析化学方法及其大致类型。

电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学,它是电化学和分析化学学科的重要组成。

类型:电导分析;电位分析;电解分析;库仑分析;极谱分析和溶出伏安分析4.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?电池的图示法:(1)左边:负极,氧化反应;右边:正极,还原反应(2)注明物相:气相:g,注明气体压力;液相:l;(水) 溶液:aq,注明浓度、活度;固相:s,有时很明显就不注明(3)温度 T 若不注明,均指 298.15K(4)不同的物相间用竖线“ô” 或“ , ” 隔开(不同溶液或不同浓度的溶液也属不同物相)(5)气体不能直接作电极,要附着于不活泼金属(Pt)或 C 棒等(6)用“|| ”表示盐桥(以消除液接电势)。

5.原电池和电解池的区别是什么?6.为什么在现代电化学研究过程中一般都用三电极体系?三电极体系中三个电极的名称分别是什么?各有什么用?7.请从概念上区分指示电极、工作电极、参比电极、辅助电极。

指示电极:用来指示溶液中待测离子活度的电极。

其电极电位值随着溶液中待测离子活度的变化而变化,可指示出溶液中待测离子的活度。

如pH玻璃电极、氟离子选择性电极等。

工作电极:是指所研究的反应在该电机上发生。

电分析化学复习材料

电分析化学复习材料
对(7)做拉普拉斯逆变换得到平面线性极限扩散的电流方程:
—— Cottrell方程
扩散层厚度
向静止的球形电极的扩散:
=
向生长的滴汞电极的扩散:
可逆极谱波:
在非极限条件下:
对可逆反应:
流量平衡:
对非极限条件下平面电极的可极谱波的扩散电流:
,
可逆电极电势的能斯特方程: (电流为0,体系处于平衡状态,E=Eeq)
(2)电解电流(if)和充电电流(ic)随时间的衰减速度不同,电解电流(if)衰减速度较慢,充电电流(ic)衰减速度较快。
(3)所以,在脉冲电压叠加的后20ms取样测电流,此时充电电流(ic)已衰减接近于零,所测电流基本为电解电流(if),从而消除了充电电流(ic)的干扰。
计时电流法的基本原理:电极电势的起始值Ei选择在不发生电极反应的电势值,突然阶跃至一新电势值Ef,使电极发生反应,电极表面的反应物质逐渐消耗,扩散层厚度逐渐增加,引起开始时电流密度较大(最开始很短时间很大不是法拉第电流,而是双电层充放电的结果,这一过程历时较短),然后逐渐降低达到某一稳定值。也就是从非稳态到达稳态的过程。得到i-t响应曲线。I-t曲线中的某段时间内符合极限扩方程。
即温度系数为:
不对称电势:相同电势的内、外参比电极,相同活度及其组成的内、外溶液,测得的电动势值不为零,这个电动势值为不对称电势。
ISE的电极电势:按国际上电极电势的规定习惯,用标准氢电极或其它参比电极作为左半池,用离子选择性电极组成右半池,测得的电化学池的电动势即为离子选择性电极电势。
ISE的等电势点:
去极化剂:能在电极表面发生氧化或还原反应,使电极电势维持在平衡电势值附近的物质。
Sand方程:
残余电流:充电电流和法拉第电解电流

电化学分析部分复习题

电化学分析部分复习题

电化学分析注:黄色背景部分不作要求。

一选择题1 在方程id = 607nD1/2m2/3t1/6c中,id 是表示_____。

A 极限电流B 扩散电流C 残余电流D 平均极限扩散电流2 极谱分析中,氧波的干扰可通过向试液中_____而得到消除。

A 通入氮气B 通入氧气C 加入硫酸钠固体D 加入动物胶3 经典极谱法中由于电容电流的存在,测定的试样浓度最低不能低于_____,否则将使测定发生困难。

A 10-2 mol/LB 10-8 mol/LC 10-6 mol/LD 10-5 mol/L4 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5 对于一价离子的电极电位值测定误差ΔE,每±1mV将产生约______的浓度相对误差。

A ±1%B ±4%C ±8%D ±12%二填空题1 以测定电解过程中的电流—电压曲线(伏安曲线)为基础的一大类电化学分析法称为伏安法,通常将使用_________电极的伏安法称为极谱法。

2 在极谱波中,波的高度与溶液中待测离子的浓度有关,因而可作为_______________的基础。

电流等于扩散电流一半时的滴汞电极的电位则称为_________________,它可作为极谱_______________的依据。

3 在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极,接上电源,使之发生电解反应。

若通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为284.9s,在阴极上应析出________mg的铜。

三判断题1 阳极就是正极,阴极就是负极,此说法是错误的。

2 使用滴汞电极进行极谱分析时,无论在什么样的pH条件下,半波电位比-1.2V更负的物质就不能测定。

3 在电位分析中,是在通过的电流接近于零的条件下,测量指示电极的平衡电位;而在电解或库仑分析,极谱或伏安分析中,工作电极是有电流通过的。

电化学复习

电化学复习

电化学复习第一章绪论电分析化学是一门利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学。

它是电化学和分析化学的重要组成部分。

它与物理学、电子学、计算机科学、材料科学和生物学等其他学科密切相关。

电分析化学的研究领域包括成分和形态分析,动力学和机理分析,表面和界面分析等方面的内容。

在化学成分分析中,电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。

电分析化学的理论基础:电位分析的定量关系为能斯特方程;现代极谱法和伏安法理论是以扩散电流理论为基础的。

菲克第一定律:描述电活性物质向电极表面扩散和传质的流动方程菲可(fick)第二定律:描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x和时间t变化的微分方程式第二章扩散电流理论与极谱分析电极反应速率:单位时间内每单位面积反应的物质摩尔数=i/nfa=j/nf影响反应速度的因素:1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.电极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等极化:电流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象极化分为:浓差极化,电化学极化:211362液相传质包括:对流、扩散和电迁移D(平)演绎伊尔科维?在极谱分析中,根据传质流动方程?方程式可逆电极反应:电子交换反应的速率比扩散速率在所有电极电位值时都大的多,这时在波上升部分,扩散速率依然是决定因素.电流受扩散速度控制准可逆电极反应:电子交换反应较慢,电流受扩散和电极反应速度控制.完全不可逆电极反应:电子交换反应非常慢,电流受电极反应速度控制.会推导可逆极谱波方程式从对数分析曲线可以得出什么结论?金属离子形成络合物后,半波电位负移:第三章非扩散电流极谱理论1c1scx电流和电势的一般表达式:22o1.K值越大,反应速度越快。

相反,反应速度越慢。

2 e越负(或正),反应速度KF (或KB)越快butler-volmer方程(步特勒尔-伏尔默方程):交换电流越小,动力学越慢。

资料:第四章 电化学分析法 习题及答案

资料:第四章  电化学分析法 习题及答案

第四章 电化学分析法 题库及答案1. 电化学分析方法与其他种类的仪器分析方法相比,都有什么特?答:设备简单、操作方便、应用广泛、灵敏度与准确度高、重现性好等。

2. 电化学分析过程中一定有电流流过电极吗?哪些分析法需要有电流流过电极?哪些需无电流流过?答:不一定;电解分析法,伏安分析法,库仑分析法;电位分析法。

3. 参比电极的电极电位为什么是恒定的?在电位分析法中的作用是什么?答:参比电极的电位取决于电极内离子的活度,其浓度保持恒定,故其电极电位恒定。

在电位分析法中,保持一支电极的电位恒定,另一支电极电位随待测离子浓度的变化而变化,这样使两极之间的电位差的变化反应溶液中离子活度的大小。

4. 离子选择性电极有哪些类型?分别举一个例子说明其作用原理。

答:晶体膜电极:如F 电极,F -在晶体膜表面进行交换,溶液中F -活度较高,则溶液中的F -进入晶体,反之,晶体膜内的F-进入溶液。

玻璃膜电极:用水浸泡玻璃膜时,玻璃膜表面的Na+与水中的H+交换,形成一层水化硅胶层。

在水化层,溶液中的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外表面溶出的离子,离子的相对移动产生扩散电位。

液膜电极,如钙电极,将与响应离子有作用的载体溶解在不与水混溶的有机溶剂,组成一种液体离子交换剂,然后掺入一种微孔物质制成敏感膜,载体离子可以在液膜-试样、液膜-内填充溶液两个相界面间来回迁移,起到传递待测离子的作用,由于待测离子在水相与有机相中活度有差异,从而产生相间电位。

敏化电极:如气敏电极,其原理是某些气体渗过透气膜而溶解在水溶液中,然后释放出的H+改变水溶液的pH ,使pH 玻璃膜电极产生响应。

5. 当用直接电位法测量溶液的pH 值时,表达式pH K E 0592.0'+=中,K ’ 项包括哪些常数?答:参比电极、内参比电极、不对称电位及液接电位等常数。

6. 用pH 玻璃膜电极和饱和甘汞电极测定溶液的pH 。

电大分析化学期末复习资料

电大分析化学期末复习资料

电大分析化学期末复习资料电大分析化学期末复习资料分析化学是化学学科的重要分支之一,它研究的是物质的组成、结构和性质以及分析方法的研究与应用。

对于学习分析化学的学生来说,期末复习是一个重要的环节。

本文将为大家介绍一些电大分析化学期末复习资料,希望对大家有所帮助。

首先,对于分析化学的基础知识,我们可以从以下几个方面进行复习。

第一,了解分析化学的基本概念和发展历程,包括分析化学的定义、分类和应用领域等。

第二,掌握分析化学的基本原理,如质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律等。

第三,熟悉分析化学中常用的仪器设备和实验技术,如色谱法、电化学分析法、光谱法等。

其次,针对分析化学中的常见分析方法,我们可以通过复习相关的理论知识和实验操作来加深理解。

例如,对于色谱法,我们可以了解其基本原理、分类和应用,并掌握色谱柱的选择和操作技巧。

对于电化学分析法,我们可以学习电解池的构造和工作原理,以及电位法、电流法等常用的电化学分析方法。

对于光谱法,我们可以了解吸收光谱法、荧光光谱法、拉曼光谱法等的原理和应用。

此外,分析化学中的定量分析方法也是复习的重点内容之一。

定量分析是分析化学的核心内容,它研究的是物质的定量测定方法和计算方法。

在复习定量分析方法时,我们可以重点关注如何选择合适的分析方法、样品的制备和前处理、标准曲线的建立和使用、误差的估计和控制等方面的知识。

同时,通过大量的习题和实例练习,提高自己的解题能力和应用能力。

最后,为了更好地复习分析化学,我们还可以参考一些相关的教材和参考书。

电大分析化学课程的教材通常包含了丰富的知识点和例题,可以帮助我们系统地学习和复习。

此外,还可以参考一些经典的分析化学参考书,如《分析化学原理》、《分析化学导论》等,这些书籍通常包含了更深入的理论知识和实际应用,可以帮助我们更好地理解和掌握分析化学的知识。

综上所述,电大分析化学期末复习资料主要包括基础知识、常见分析方法、定量分析方法和相关教材参考书等内容。

电化学分析复习内容

电化学分析复习内容

电化学池通常简称为电池,它是指两个电极被至少一个电解质相所隔开的体系。

有Faraday电流流过的电化学池可分为原电池(或自发电极)和电解池。

原电池中电极上的反应是自发地进行,利用电池反应产生的化学能转变为电能。

电解池是由外加电源强制发生电池反应,以外部供给的电能转变为电池反应产物的化学能。

电极上的电荷转移是通过电子(或空穴)运动实现,在电解液相中电荷迁移是通过离子运动进行的法拉第过程:有电荷(电子)在金属/溶液界面上转移,电子转移引起氧化或还原反应发生。

非法拉第过程:由于热力学或动力学方面的原因,可能没有电荷转移反应发生,而仅发生吸附和脱附这样一类的过程,电极/溶液界面的结构可以随电位或溶液组成的变化而改变。

充电电流:电极表面双电层类似一个电容器,当向体系施加电扰动的时候,双电层所负载的电荷会发生相应改变,从而导致电流的产生。

(如果溶液中存在可氧化还原的物质,而且这种电扰动又能足够引起其氧化还原反应,这时流经电回路中的电流包括两种成分,即法拉第电流与充电电流,后者属于非法拉第电流。

外电路中的电子在到达电极表面后,可以参与氧化还原反应形成法拉第电流,同时也因界面双电成充电而形成非法拉第电流。

)线路电阻和电解池电阻的总和为R ,电极/溶液界面双电层电容为C ,向体系施加的电位阶跃的值为E ,引起的充电电流为: 液相物质传递步骤:反应物通过扩散、 对流和电迁移等传质方式向电极表面传递。

前置的表面转化步骤:反应物在电极表面层中进行某些转化,如吸附或其他化学变化,这类过程通常没有电子参与反应。

电子传递步骤:反应物在电极和溶液界面进行电子交换,生成反应产物。

随后的表面转化步骤:反应产物在电极表面层中进行某些转化,如脱附、反应产物的复合和分解等化学变化。

物质传递步骤:反应产物生成新相或者反应产物是可溶性的,产物粒子从电极表面向溶液中或液态电极内部传递。

电位符号:规定电极的电极电位符号相当于该电极与标准氢电极组成的电池时,该电极所带的静电荷的符号。

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第一章电导分析法:以测量溶液的电导为基础的分析方法。

直接电导法:直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。

电导滴定法:通过电导的突变来确定滴定终点,然后计算被测物质的含量。

电位分析法:用一指示电极和一参比电极与试液组成化学电池,在零电流条件下测定电池的电动势,依此进行分析的方法。

包括:直接电位法和电位滴定法电解分析法:应用外加电源电解试液,电解后称量在电极上析出的金属的质量,依此进兴奋析的方法。

也称电重量法。

库仑分析法:应用外加电源电解试液,根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。

极谱法和伏安法: 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。

化学电池是化学能与电能互相转换的装置。

电池分类:原电池——将化学能转变成电能的装置电解池——将电能转变成化学能的装置。

根据电解质的接触方式不同亦可分为两类:液接电池:两电极共同接触一种电解质溶液非液接电池:两电极分别与不同电解质溶液接触通常将发生氧化反应的电极(离子失去电子)称为阳极,而将发生还原反应的电极(离子得到电子)叫做阴极。

两不同物相间的电位差,称为电极电位。

对于一个电极来说,它之所以存在电极电位,是因为存在着相间电位。

相间电位是在两个不同的相之间所存在的电位差。

当两个不同种类或不同浓度的溶液直接接触时,由于浓度梯度或离子扩散使离子在相界面上产生迁移。

当这种迁移速率不同时会产生电位差或称产生了液接电位。

液接电位的消除——盐桥当有较大电流通过电池时,电极电位完全随外加电压而变化,或者当电极电位改变较大而电流改变较小的现象称为极化。

影响因素:电极大小和形状、电解质溶液组成、搅拌情况、温度、电流密度、电池中反应物与生成物的物理状态、电极成份。

发生电极反应时,电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同,从而使有电流流过电极时的电极电位值与平衡电极电位产生偏差的现象,叫浓差极化。

由于电极反应速度有限造成电极上带电程度与平衡时不同,而导致有电流通过时的电极电位值偏离平衡时的电极电位的现象,叫电化学极化。

去极化:电极电位不随外加电压变化而变化,或者电极电位改变很小而电流变化很大的现象。

如饱和甘汞电极为去极化电极。

超电位η:由于极化,使实际电位和可逆电位之间存在差异,此差异即为超电位η影响因素:a) 电流密度↑,↑ηb) T↑,↓ηc) 电极化学成份不同,η不同d) 产物是气体的电极,其η大工作电极:电极电位随被测电活性物质活度变化的电极。

以金属为基体,共同特点是电极上有电子交换发生的氧化还原反应。

可分为以下四种:(一) 第一类电极:亦称金属电极(M⎥ Mn+)(二) 第二类电极:亦称金属-难溶盐电极(M⎥MXn)此类电极可作为一些与电极离子产生难溶盐或稳定配合物的阴离子的指示电极最为重要的应用是作参比电极(三) 第三类电极:M⎥ (MX+NX+N+) 其中MX,NX是难溶化合物或难离解配合物。

(四) 零类电极:亦称惰性电极。

电极本身不发生氧化还原反应,只提供电子交换场所。

(五)膜电极具有敏感膜并能产生膜电位的电极,称为膜电极,它以固体膜或液体膜为探头,其膜电位是由于离子交换或扩散而产生,而没有电子转移,其膜电位与特定的离子活度的关系式符合能斯特公式.在电化学测试过程中,溶液主体浓度不发生变化的电极,称为指示电极。

如果有较大电流通过,溶液的主体浓度发生显著的变化的电极,称为工作电极。

电位分析法中离子选择性电极为指示电极,在电解分析和库仑分析中所用的铂电极为工作电极。

参比电极是给出一个固定的值,其它的电极电势的测量以此为基础。

一个好的参比电极应该不受温度、时间和通过小电流而变化, 应遵守Nernst 方程!在电解过程中,插入试液中电极的电位完全随着外加电压的变化而变化或当电极的电位改变很大而电流改变很小时,这类电极称为极化电极。

如普通极谱中所用的滴汞电极。

当电极电位不随着外加电压的变化而变化,或当电极的电位改变很小而电流改变很大时,这类电极称为去极化电极。

如电位分析法中饱和甘汞电极和离子选择性电极。

第二章电导:在外电场作用下,电解质溶液中的正负离子以相反的方向移动,这种现象叫电导。

电导分析法:通过测量电解质溶液的电导值来确定物质含量的分析方法。

影响因素:电导是电阻的倒数,溶液的导电能力与溶液中正负离子的数目、离子所带的电荷数、离子在溶液中的迁移速度等因素有关。

电导分析的依据:根据溶液电导的变化来指示溶液中离子浓度的变化。

电导分析法的分类:电导法和电导滴定法。

电解质溶液的电导能力用电导G 来表示,电导是电阻R 的倒数。

服从欧姆定律 单位 SA —为导体截面积(单位为cm2)L —为导体长度(单位为cm) κ为电导率, 单位S·cm-1对于电解质溶液,其电导率则相当于1cm3的溶液在距离为1cm 的两电极间所具有的电导。

对一定的电导电极,面积A 与电极间距离L 一定,L/A 为定值,称为电导池常数,用θ表示电导率κ与电解质溶液的浓度与性质有关:(1)在一定范围内,离子的浓度愈大,电导率愈大。

(2)离子的迁移速度愈快,电导率愈大(3)离子的价数愈高,电导率愈大当外部条件固定时,对于同一电解质(2) (3)点是确定的,电导取决于溶液的浓度。

摩尔电导是含有1mol 电解质的溶液在距离1cm 的两电极间所具有的电导。

ΛmS·cm2mol-1解离度下降,离子运动速率降低,电导率也降低. 中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著,因浓度增加使其电离度下降,粒子数目变化不大电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增大,当溶液无限稀释时,摩尔电导达一极限值,此值称为无限稀释摩尔电导,用Λοm 表示。

电解质溶液无限稀释摩尔电导是溶液中所有离子无限稀释摩尔电导总和。

Λοm =λοm++λοm-λοm+表示正离子无限稀释离子电导 λοm-表示负离子无限稀释离子电导在一定温度和溶剂下,Λοm 为一定值。

该值在一定程度上反映了个离子导电能力的大小。

0.001mol.dm-3以下时, 与Λm 之间呈线性关系离子淌度:又称离子迁移率。

某种离子在一定的溶剂中,当电位梯度为每米1伏特时的迁移速率称为此种离子的淌度,单位是米2•秒-1•伏特-1。

离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量。

影响电导测量的因素: 温度升高, 粘度降低,电导增大.每升高1度,约增加2% 溶剂电导法:直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法,叫做电导法。

电导滴定法:是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点,滴定剂与溶液中待测离子反应生成水,沉淀或难离解的化合物,使溶液的电导发生变化,而在化学计量点时滴定曲线上出现转折点,指示滴定终点。

高频电导滴定特点:电极不与溶液直接接触;不发生电解、极化、吸附等作用第三章电位分析:通常是由指示电极、参比电极和待测溶液构成原电池,直接测量电池电动势并利用Nernst公式来确定物质含量的方法。

分类:直接电位法:测定原电池的电动势或电极电位,利用Nernst方程直接求出待测物质含量的方法。

电位滴定法:向试液中滴加可与被测物发生氧化还原反应的试剂,以电极电位的变化来确定滴定终点,根据滴定试剂的消耗量间接计算待测物含量的方法。

电位法的理论依据:参比电极:与被测物质无关、电位已知且稳定,提供测量电位参考的电极。

离子选择性电极:对某离子具有选择性响应的电极,是一种电化学传感器。

膜电极的共性:1)低溶解性2)导电性以荷电离子的在膜内的迁移形式传导3)高选择性玻璃电极响应原理:SiO2基质对氢离子无响应,因为Si和O以共价键结合,没有可供交换的电荷质点。

在SiO2基质中加入Na2O和少量CaO,引起Si-O的断裂,形成可交换的电荷质点.玻璃电极在溶液中发生交换作用H+占据Na+离子的点位。

玻璃电极特点:1)不对称电位:由玻膜内外表面性质差异, 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电位差称为不对称电位。

其对pH测定的影响可通过充分浸泡电极和用标准pH缓冲溶液校正的方法加以消除。

2)酸差:当用pH玻璃电极测定pH<1的强酸性溶液或高盐度溶液时,电极电位与pH之间不呈线性关系所测定的值比实际值偏高:因为H+ 浓度或盐份高,即溶液离子强度增加,导致H2O 分子活度下降,即H3O+ 活度下降,从而使pH测定值增加。

3)碱差或钠差:当测定较强碱性溶液pH值时,玻璃膜除对H+响应,也同时对其它离子如Na+ 响应。

因此pH测定结果偏低。

当用Li玻璃代替Na玻璃吹制玻璃膜时,pH测定范围可在1~14之间。

4)对H+有高度选择性的指示电极,使用范围广,不受氧化剂还原剂、有色、浑浊或胶态溶液的pH测定;响应快(达到平衡快)、不沾污试液。

5) 膜太薄,易破损,且不能用于含F-的溶液;电极阻抗高,须配用高阻抗的测量仪表。

6) 通过改变玻璃膜的结构可制成对K+、Na+、Ag+、Li+等响应的电极。

pH测定对pH已知的标准缓冲溶液s和pH待测的试液x ,有F/RT303.2EEpHpH sxsx-+=晶体膜电极可分为单晶(均相)膜和多晶(非均相)膜电极。

前者多由一种或几种化合物均匀混合而成,后者为晶体电活性物质外,还加入某种惰性材料.典型的单晶膜有LaF3晶体膜(对F-响应)和Ag2S 晶体膜(对S2-响应)。

以LaF3晶体膜为例 内电极(Ag-AgCl 电极+NaCl, NaF 液)+LaF3膜 其干扰及消除方法:1) 酸度影响:OH-与LaF3反应释放F-,使测定结果偏高;H+与F-反应生成HF 或HF2-降低F-活度,使测定偏低。

控制pH=5-7可减小这种干扰。

2) 阳离子干扰:Be2+, Al3+, Fe3+,Th4+, Zr4+ 等可与F-络合,使测定结果偏低,可通过加络合掩蔽剂(如柠檬酸钠、EDTA 、钛铁试剂、磺基水杨酸等)消除其干扰。

3) 基体干扰(以活度代替浓度)消除:标准和待测样品中同时加入惰性电解质-----总离子强度调节剂(TISAB)。

TISAB 的作用:①保持较大且相对稳定的离子强度,使活度系数恒定;②维持溶液在适宜的pH 范围内,满足离子电极的要求;③掩蔽干扰离子。

流动载体电极(液膜电极) 流动载体可在膜中流动,但不能离开膜,而离子可以自由穿过膜。

构成:固定膜(活性物质+溶剂+微孔 )+液体离子交换剂+内参比电极。

机理:膜内活性物质(液体离子交换剂)与待测离子发生离子交换反应,但其本身不离开膜。

这种离子之间的交换将引起相界面电荷分布不均匀,从而形成膜电位。

敏化电极:在主体电极上覆盖一层膜或一层物质,使电极能提高或改变其选择性。

气敏电极、酶电极、细菌电极和生物电极等属敏化电极。

离子选择性系数Kij K i j = αi /αj K i j ≪1, K i j 值越小,表明电极的选择性越高。

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