、指示电极.PPTVIP

二、指示电极 概 述 指示电极的定义： 对溶液中参与半反应的离子的活度或不同氧化态的离子的活度能产生能斯特响应的电极,称为指示电极。 分类： 常用的指示电极主要是金属电极和膜电极两大类。 膜电极在离子选择性电极中讨论。 1、金属电极（第一类电极） （1）定义： 由某种金属插入该金属离子的溶液中构成的电极。这种电极只包括一个界面。 （2）作用原理是： 金属与该金属离子在该界面上发生可逆的电子转移。 （3）特点：其电极电位的变化能准确地反映溶液中金属离子活度的变化。 第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。 例 ：Ag-AgNO3电极(银电极） 银电极的电极反应： Ag+＋e－ Ag 25℃电极电位： EAg+ /Ag = E? Ag+ /Ag＋ 0.059lgaAg+ 2、金属-金属难溶盐电极（第二类电极） 组成：由金属表面带有该金属难溶盐的涂层的金属，浸在与其难溶盐有相同阴离子的溶液中组成。 特点：有二个相界面,其电极电位随溶液中难溶盐的阴离子活度变化而变化。 如：甘汞电极和银氯化银电极。 由于这类电极的电极电位值稳定，重现性好，常用作参比电极。 3、汞电极──第三类电极 金属汞（或汞齐丝）浸入含有少量 Hg2+-EDTA配合物及被测金属离子的溶液 中所组成。根据溶液中同时存在的Hg2+和 Mn+与EDTA间的两个配位平衡，可以导出 下关系式： E(Hg22+/Hg )= E? (Hg22+/Hg )- 0.059lgaMn+ 4、惰性金属电极（零类电极） （1）构成： 由惰性材料如铂、金或石墨炭作成片或棒状，浸入含有均相和可逆的同元素的两种不同氧化态的离子溶液中组成，称为零类电极或氧化还原电极。 （2）特点： 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。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。 小 结 金属电极、金属-金属难溶盐电极、汞电极、惰性金属电极等，都属金属基电极。电极电位主要来源于电极表面的氧化还原反应。 由于这些电极受溶液中氧化剂、还原剂等多种因素的影响，其选择性不高。 三、离子选择性电极 （一）概述 1、定义：离子选择性电极是一种以电位法测定某些特定离子活度的指示电极。 2、特点：电极的关键部件敏感膜对溶液中特定离子有选择性响应。敏感膜并不给出或得到电子，而是选择性地让某些离子渗透，同时包含离子交换过程 3、测定原理：基于内部溶液与外部溶液之间产生的电位差，即膜内外被测离子活度的不同而产生电位差，称之为膜电位。 4、离子选择性电极分类 5、离子选择牲电极的基本构造 膜电极的构成 1、电极杆 （玻璃或塑料管） 2、内参比电极 （银－氯化银） 3、内参比溶液 4、敏感膜 （关键部件） 6、离子选择性电极的主耍部件 （1） 膜电极的关键部件： 选择膜(敏感元件)有单晶、混晶、 液膜、高分子功能膜及生物膜等。 （2）导出信号的导体及输送线等装置。 7、工作电池及电极电位 工作电池：由膜电极、参比电极和被测溶液构成。 电池的表示： 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） 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： （二）离子选择性电极的分类及测定原理 1、晶体（单晶）膜电极—氟电极 （1）敏感膜：氟化镧单晶掺有EuF2 的LaF3单晶切片； （2）内参比电极：Ag-AgCl电极。 （3）内参比溶液： 0.1mol/L的NaCl和0.10.01mol/L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）。 （3）氟离子选择性电极的特点 导电性：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。 选择性：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。 抗干扰性：为氟离子量的1000倍的Cl-、Br-、I-、SO4-、NO3-等的存在无明显的干扰。 （4）氟离子选择性电极的测定原理 作用过程： 当氟电极插入到 F- 溶液中时，F-在晶体膜表面进行交换。溶液中的F- 可进入单晶的空穴中，单晶表面的F-也可进溶液。 电极电位： 当α F- 大于10-5mol/L时，产生的膜电位与溶液中F- 活度的关系符合能斯特方程式。 25℃时： E膜 = K - 0.059 lgaF- = K + 0.059 pF （5）氟离子选择性电极的使用条件 使用要求：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，晶体表面形成La（OH）3而释放出Fˉ,干扰测定； pH较低时