电极基本知识详解.ppt

职业关键能力 ：具有一定的信息迁移能力，能根据不同型号的仪器说明书达到对该仪器的认知。 知识目标 ：电位分析法定量依据；参比电极和指示电极的工作原理及分类；电极的使用注意事项；酸度计的使用。 专门技能 ：了解各种类型电极的电极反应、电极电位表达式 ；掌握各种类型电极使用前处理和使用注意事项；掌握酸度计的正确使用方法及日常维护保养；能按照要求搭建实验装置。 素质目标 ：培养学生精益求精的实验态度；遵守实验室各项规章制度 。 膜电极（离子选择性电极） 仪器基本操作 基本技能训练 课程任务 百事可乐pH的测定？ 问题 pH试纸无法测定有色溶液的pH。M3-1-3.swf 可以用电位法测定其pH值 引入电位分析法。M3-1-5.swf 对于氧化还原体系而言，电极的电位与其相应离子活度的关系可以用能斯特(Nernst)方程表示? 式中, 　　是标准电极电位，V； R是摩尔气体常数〔8.314J·(mol·K)-1〕； F是法拉第常数(96500C·mol-1)； T是热力学温度，K； n为电极反应时转移电子数 25℃时，能斯特方程可近似地简化成下式： 能斯特方程 直接电位分析法定量依据 式中的 在一定温度下都是常数，只要测量出电池电动势，就可 以求出待测离子Mn+的活度，这就是直接电位法的定量依据。 定义：电极电位不随测定溶液和浓度变化而变化的电极。 条件：可逆性；重现性；稳定性 常用参比电极 甘汞电极 银－氯化银电极 参比电极 电极反应： Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl- 半电池：Hg，Hg2Cl2（固体）｜KCl(液体) 电极电位：（25℃） 电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。 甘汞电极 分类 电极内饱和KCl溶液中没有气泡，电极下端的多孔性物质畅通 。M3-2-6.swf 饱和甘汞电极在使用前应先取下小胶帽 。M3-2-3.swf 同时保证饱和KCl的液位应与电极支管下端相平，电极底端含有少量晶体。M3-2-4.swf 饱和甘汞电极在使用时要求电极插入液面的位置适中 而且只能在低于80℃的温度下使用。 为避免Hg2+和Cl-的干扰可使用双液接型饱和甘汞电极 甘汞电极的使用 电极反应:AgCl + e- == Ag + Cl- 电极电位（25℃）： 　　 半电池符号：Ag，AgCl(固体)|KCl(液体) 银-氯化银电极 分类 金属-金属离子电极 第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关,如Ag电极M3-2-11.swf 金属-金属难溶盐电极 制作容易，电位稳定，重现性好 常用作参比电极 甘汞电极和银-氯化银电极 金属与两种具有相同阴离子难溶盐以及第二种 难溶盐阳离子所组成体系的电极，如汞电极。 惰性金属电极，电极不参与反应，但其晶格间的 　 自由电子可与溶液进行交换，如Pt电极。 指示电极——金属基电极 特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。 电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等构成。 指示电极——膜电极 膜电极 当膜电极作正极时，对阳离子有响应时，取 “+”，否则取 “-”。 离子选择性电极的性能 电极电位表达式 离子选择性电极的选择性 响应时间、温度和pH值 线性范围及检测下限 电极的斜率和电极的稳定性 典型的膜电极 pH玻璃电极 氟离子选择性电极 以pH玻璃电极为例，膜电位的产生是由于玻璃膜上的Na＋与水溶液中的H+、玻璃水化层中的H+与水溶液中的H+之间交换的结果。 膜电位 膜电位 （动画M3-2-13.swf） pH玻璃电极 电极电位 其中， pH玻璃电极 特点 优点是不受溶液中氧化剂或还原剂的影响 酸差：在酸度过高（pH﹤1）的溶液中测得的pH偏高，产生pH测定误差，称其为“酸差” 缺点是其电阻随温度而变化，一般只能在5-60℃使用。 碱差：在碱度过高（pH﹥9）的溶液中测得的pH偏低，产生pH测定误差，称其为“碱差”，尤其是Na+的干扰较显著，故又称为“钠差”。