实验讲义-玻璃电极、离子选择电极.doc

玻璃电极 实验十七 水中pH值的测定 一、实验目的 1、 通过实验理解利用电化学工作站测定溶液pH值的原理； 2、 掌握用电化学工作站测定溶液pH值的方法。 二、实验原理 电位法测定溶液的pH值，是以玻璃电极为指示电极（－），饱和甘汞电极为参比电极（＋）组成电池。25℃时，溶液的pH值变化1个单位时，电池的电动势改变59.0mV。实际测量中，选用pH值与水样pH值接近的标准缓冲溶液，校正pH计（又叫定位），并保持溶液温度恒定，以减少由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差，测定水样之前，用两种不同pH值的缓冲溶液校正，如用一种pH值的缓冲溶液定位后，在测定相差约3个pH单位的另一种缓冲溶液的pH值时，误差应在±0.1pH之内。 校正后的pH计，可以直接测定水样或溶液的pH值。 三、仪器与试剂 仪器：LK2006A电化学工作站（天津兰力科化学电子有限公司）；工作电极为231玻璃pH电极，参比电极为银-氯化银电极。 试剂：0.05mol/L邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液；0.025mol/L混合磷酸盐缓冲溶液；NaH2PO4溶液 约0.1mol/L 四、实验内容 1、 将玻璃电极用蒸馏水冲洗干净后，用标准缓冲溶液淋洗1～2次，放入电解池中，接工作电极。参比电极为银-氯化银电极。 2、选择恒电位计术中的开路电位-时间曲线选项，双击，设置参数为：初始电位0V，取样间隔0.1s，等待时间 1s，运行时间60s。 3、点击运行，得标准溶液的开路电位Es。 4、 水样或溶液pH值的测定。 （1）将电极放入水样或溶液中测定开路电位，测定3次，取平均值Ex。 （2）测定NaH2PO4溶液的pH值，测定3次。 （3）测定完毕，清洗干净电极和塑料杯。 （4）实验数据记录。 编 号 1 2 3 被测溶液E值 平 均 值 pH值 五、注意事项 1、 玻璃电极使用 （1）使用前，将玻璃电极的球泡部位浸在蒸馏水中24h以上。如果在50℃蒸馏水中浸泡2h，冷却至室温后可当天使用。不用时也须浸在蒸馏水中。 （2）安装：要用手指夹住电极导线插头安装，切勿使球泡与硬物接触。玻璃电极下端要比银-氯化银电极高2～3mm，防止触及杯底而损坏。 （3）玻璃电极测定碱性水样或溶液时，应尽快测定。测量胶体溶液、蛋白质和染料溶液时，用后必须用棉花或软纸蘸乙醚小心地擦拭、酒精清洗，最后用蒸馏水洗净。 2、 仪器校正 （1）应选择与水样pH接近的标准缓冲溶液校正仪器。 （2）标准缓冲溶液。 A）pH标准缓冲溶液的配制，见下表。 pH标准缓冲溶液的配制 标准溶液浓度 pHs (25℃) 1000mL蒸馏水中 基准物质的质量（g） 1 0.05mol/L二草酸三氢钾 1.679 12.61 2 饱和酒石酸氢钾（25℃） 3.559 6.4① 3 0.05mol/L柠檬酸二氢钾 3.776 11.41 4 0.05mol/L邻苯二甲酸氢钾 4.008 10.12 5 0.025mol/L磷酸二氢钾＋0.025mol/L磷酸氢二钠 6.865 3.388②＋3.533②③ 6 0.008695mol/L磷酸二氢钾＋0.03043mol/L磷酸氢二钠 7.413 1.179②＋4.302②③ 7 0.01mol/L四硼酸钠 9.180 3.80③ 8 0.025mol/L碳酸氢钠＋ 0.025mol/L碳酸钠 10.012 2.029＋2.640 9 饱和氢氧化钙（25℃） 12.454 1.5① ①近似溶解度。 ②110～130℃烘干2h。 ③用新煮沸并冷却的无CO2蒸馏水。 B）试剂商店购买的pH基准试剂，按说明书配制。 六、思考题 1、 恒电位法测定溶液pH值的原理是什么？ 2、 一种缓冲溶液是一个共轭酸碱的混合物，那么为什么邻苯二甲酸氢钾、四硼酸钠、二草酸三氢钾等可作为缓冲溶液？ 离子选择性电极 实验十八 氟离子选择性电极测定地下水中氟 一、实验目的： 1、了解离子选择性电极的结构与性能； 2、掌握氟离子选择性电极测定氟的原理及实验方法。 二、基本原理： 所谓离子选择性电极，就是该电极具有选择性地对某一离子敏感的特性，可利用此性质测定该离子的含量，其它离子不干扰测定或影响极小。因为氟离子是电荷的传导者，所以由氟化镧单晶组成的氟离子选择性电极的敏感膜对氟离子具有高选择性。 氟化镧电极的电位与溶液中氟离子的活度aF- 符合能斯特方程式： EF- =E0 -2.303RT/FlgaF- （1） 式中E0为常数，R为气体常数，T为测定时的绝对温度，F为法拉第常数(96487库)。 用氟离子选择性电极与饱和甘汞电极(参比电极)组成测量电池则电池电动势为： Eemf = ESCE - E