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《仪器分析实验》 实验25 直接电位法 Direct Potential Analysis For Short：DPA 厦门大学精品课程 仪器分析(含实验) 一、 电位分析法的基本概念 定义：利用电极电位与组分浓度的关系实现定量测量 特点： （1）准确度较高 （2）灵敏度高，10-4～10-8mol/L （3）选择性好（排除干扰） （4）应用广泛 （5）仪器设备简单，易于实现自动化 原理：两支电极与待测溶液组成工作电池（原电池） 通过测定电动势，获得待测物质的含量 二、 指示电极与参比电极 又称工作电极 电位与待测物含量 有确定函数关系 待测物活度 电位与待测物含量无关/一定条件下是常数 工作电池的电动势E仅与待测物质的含量(活度a)有关 Nernst方程 三、离子选择性电极 离子选择性电极的定义和分类: 离子选择性电极是国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)推荐使用的专业术语，并定义为：离子选择性电极是一类电化学传感器，它的电位与溶液中所给定的离子活度的对数呈线性关系。 依据定义可见，离子选择性电极是指示电极中的一类，它对给定的离子具有能斯特响应；但这类电极的电位不是由于氧化或还原反应所形成的，故与金属基指示电极在原理上有本质的区别。离子选择性电极都具有一个敏感膜，所以又称为膜电极。离子选择性电极常用符号ISE表示。　　 离子选择性电极自20世纪60年代以来发展很快，出现了许多类型，根据IUPAC建议可分为以下几类： 氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（Ⅱ）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1 moL.L-1NaF和0.1 moL.L-1NaCl溶液，以Ag-AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择电极。用氟离子选择测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成的测量电池为 氟离子选择电极︱试液‖SCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为 即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比，氟离子选择电极一般在1～10-6 mol.L-1范围符合能斯特方程式。 氟离子选择电极 ①选择性 阴离子: OH- LaF3 + 3OH- ＝ La(OH)3 + 3F- 阳离子: Fe3+、Al3+、Sn(Ⅳ) ( 易与F-形成稳定配位离子) ② 支持电解质------控制试液的离子强度。 ③ 总离子强度调节缓冲液-----控制试液pH值和离子强度以及消除干扰。 1、氟离子选择电极的准备: (1) 使用前浸泡于10-4 mol/L F-或更低F-溶液中浸泡活化。 (2) 使用时，先用去离子水吹洗电极，再在去离子水中洗至电极的纯水电位，一般在300 mV左右。 2、标准曲线法 : 在5只100 mL容量瓶中，用10.00 mL移液管移取0.100 moL.L-1 F-标准溶液于第一只100 mL容量瓶中，加入TISAB10.0 0mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-2 mol.L-1 F-溶液；在第二只100mL容量瓶中，加入1.00×10-2 mol.L-1 F-溶液10.00mL和TISAB9.00mL，去离子水稀释至标线，摇匀，配成1.00×10-3 mol.L-1 F-溶液。按上述方法依次配制1.00×10-6～1.00×10-4 mol.L-1 F-标准溶液。 基本操作 将适量F-标准溶液（浸没电极即可）分别倒入5只塑料烧杯中，放入磁性搅拌子，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接好离子计，开启电磁搅拌器，由稀至浓分别进行测量，在仪器指针不再移动或数字显示在±1 mV内，读取电位值。再分别测定其他F-浓度溶液的电位值。 准确吸取自来水样50.0 mL于100 mL容量瓶中，加入TISAB 10.00mL，去离子水稀释至标线，摇匀。全部倒入一烘干的烧杯中，按上述实验方法测定电位值，记为E1（此溶液继续做下一步实验），平行测定三份。 绘制 标准曲线，确定该氟离子选择电极的线性范围及实际能斯特响应斜率。并从标准曲线，查出被测试液F-浓度（cx)，计算出试样中氟含量。 (3) 、 标准加入法： 在实验（2）测量后，再分别加入1.00 mL 1.00×10-3 mol.L-1 F-溶液后，再测定其电位值，记为E2。 由标准加入法测得的结果，计算出试样中氟含量 （4）、两点法： 在实验（2）测量后，取最接近水样的标准F-溶液，将低浓度溶液的浓度标定为1，将高浓度溶液的浓度标定为10，然后测定水样