电化学实验讲义

电化学分析实验

浙江树人大学生物与环境工程学院

二O一二年九月

编写：李成平

实验一皮蛋的pH值测定

一、实验目的

1.了解电位法测定pH的原理

2.了解pH计的使用方法及性能

3.掌握电位法测定pH值的实验技术

二、实验原理

制做皮蛋（松花蛋）的主要原料为：鸭蛋、纯碱、石灰等。在一定条件下，经过一定周期即制得皮蛋。此时由于碱的作用，形成了蛋白及蛋清凝胶。

测定皮蛋水溶液的pH值时，由玻璃电极作为氢离子活度的指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，它们与待测液（皮蛋水溶液）组成工作电池，其电池可表示为：

Ag，AgCl│HCl(0.1mol/L)│玻璃膜│试液∥KCl(饱和)│Hg2Cl2，Hg 电池电动势在不考虑液体接界电位及不对称电位时，可表示为：E电池= E SCE - E G

而E G = E AgCl/Ag + K - 0.0592pH

= E SCE– K - E AgCl/Ag+ 0.0592pH

∴E

电池

令E SCE– K - E AgCl/Ag = K，，则上式为：

E电池= K，+ 0.0592pH

K，为常数，包括不对称电位，液接电位及内外参比电极电位。这样通过测定电池的电位即可确定溶液的pH。本实验测定步骤为：先用pH 已知的标准缓冲溶液定位，使酸度计指示该溶液的pH值。经过校正定位后的酸度计，即可用来直接测定水样的pH值。其测定方法可用标准曲线法或标准加入法。在测试中，pH范围应用pH缓冲液定值在5~8。对于干扰元素（Al、Fe、Zr、Th、Mg、Ca、Ti及稀土）通常可用柠檬酸，EDTA，

DCTA，磺基水扬酸等掩蔽。阴离子一般不干扰测定。加入总离子强度调节缓冲剂能控制酸度，掩蔽干扰，调节离子强度。

三、仪器与试剂

1.仪器pHS-4型酸度计；甘汞电极、pH玻璃电极；磁力搅拌器；

组织捣碎机。

2.试剂pH标准缓冲溶液。

四、实验操作

1.试样处理：将皮蛋洗净、去壳。按皮蛋∶水的比例2∶1加入水，

在组织捣碎机中捣成均浆。

2.测定：称取匀浆样15g（相当于样品10g），加水搅匀，稀释至150ml，

用双层纱布过滤，取此滤液50ml放到酸度计上测取读数。

五、数据处理

平均值pH =（pH1 + pH2 + ……）/ N

平均偏差σ= ∑（pH i–pH）/ N

六、问题讨论

1.在测试中为什么强调试液与标准缓冲溶液的温度相同？

2.在pH测定时，用标准缓冲溶液定位的目的是什么？标准缓冲溶

液可否重复使用？

3.怎样开机鉴定酸度计是否正常？

4.在测试中，试液搅拌，不搅拌有何不同？

实验二 饮用水中氟含量的测定——工作曲线法

一、 目的要求

1. 巩固离子选择性电极法的理论知识。

2. 了解用氟离子选择性电极测定水中微量氟的原理和方法。

3. 了解总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用。

4. 学会标准曲线法测定水中微量氟离子的方法。

5. 练习使用PHS —4型酸度计测量水中的pF 值。 二、 方法原理

氟是人体必须的微量元素，摄入适量的氟有利于牙齿的健康。但摄入过量对人体有害，轻者造成斑釉牙，重者造成氟胃症。

测定溶液中的氟离子，一般由氟离子选择性电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极。它们与待测液组成电池。可表示为：

Ag ，AgCl │NaF （0.1mol/L ），NaCl （0.1mol/L ）│LaF 3电极膜‖KCl （饱和）│Hg 2Cl 2，Hg

其电池电动势为： E 电池 = E SCE - E F 而 E F = E AgCl/Ag + K –

F

RT

ln -F a 因此 E 电池 = E SCE - E AgCl/Ag – K + F

RT

ln -F a

令 K ， = E SCE - E AgCl/Ag – K 可得 E 电池 = K ，+ F

RT

ln -F a 在25℃时，E 电池表示为：

E 电池 = K ，+ 0.0592lg -

F a = K ，- 0.0592 pF 式中K ，为含有内外参比电极电位及不对称电位的常数。pF 为F -浓度的负对数。

这样通过测定电位值，便可得到pF的对应值。本实验采用工作曲线法：配制一系列已知浓度的含F-标准溶液，加入总离子强度调节缓冲剂，得相应的E值，作E—pF工作曲线。未知样品测得E值后，在工作曲线上查出对应的pF，即得分析结果。

当F离子浓度在10-1~10-5mol/L范围内时，氟电极电位与pF成直线关系，可用标准曲线法或标准加入法进行测定。

氟电极只对游离的F-有响应，在酸性溶液中，H+与部分F-形成HF或HF-2，会降低F-的浓度。在碱性溶液中，LaF3薄膜与OH-发生交换作用而使溶液中F-浓度增加，因此溶液的酸度对测定有影响，电极适宜于测定的pH值范围为5~7。

氟电极的最大优点是选择性好。除能与F-生成稳定络合物或难溶沉淀的元素（如Al、Fe、Zr、Th、Ca、Mg、Li及稀土元素等）会干扰测定外，103倍以上的Cl-、Br-、HCO3-、NO3-、Ac-、C2O42-等阴离子均不干扰。加入总离子强度调节缓冲剂，可以起到控制一定的离子强度和酸度，以及掩蔽干扰离子等多种作用。

三、试剂与仪器

1. 100μg（微克）/mLF-标准贮备液将分析纯试剂NaF在120℃下烘干两小时，冷却称取0.2210g溶于去离子水中，转入1000mL容量瓶中，稀释至刻度，贮于聚乙烯瓶中。

2. 10μg /mLF-标准稀释液吸取贮备液10.00mL于100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

3. 总离子强度调节缓冲液于1000mL烧杯中，加入500mL去离子水和57mL冰HAc、58 g NaCl、12 g Na3C6H5O7·2H2O（柠檬酸钠），搅拌至溶解。将烧杯放在冷水浴中，缓缓加入6mol / L NaOH 溶液，直至pH 值在5.0~5.5之间（约125mL，用pH计检查），冷至室温，转入1000 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

4.0.1%溴甲酚绿溶液。