仪器分析电位分析法试题及答案

Instrumental Analysis

第10章电位分析法Potentiometric analysis10-1概述 10-2离子选择性电极 10-3离子选择性电极的性能参数 10 4 10-4直接电位法 10-5电位滴定法 10-6电位分析法的应用

本章基本要点1. 1了解电位分析法的理论依据； 2.掌握膜电位的形成机制及选择性； 3.了解离子选择电极的类型和性能； 3了解离子选择电极的类型和性能 4.掌握直接电位法测量溶液活度的方法； 5.掌握电位滴定法的测定原理和应用。

10‐1  概述 10 1概述电位分析法——是利用电极电电位分析法是利用电极电位与化学电池电解质溶液中某种组分活度(浓度)的对应关系而实现定量测定的一种电化学分析法。学分析法

●电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(电池的电动势)进行分析测定的一种电化学分析方法。●理论基础——Nernst方程式

电位电位分析法特点法特点

(1)灵敏度高

(2)选择性好

(3)仪器简单、操作方便，易于

实现自动化

()应用广泛(4)应用广泛

Instrumental Analysis

第10章电位分析法Potentiometric analysis10-1概述 10-2离子选择性电极 10-3离子选择性电极的性能参数 10 4 10-4直接电位法 10-5电位滴定法 10-6电位分析法的应用

本章基本要点1. 1了解电位分析法的理论依据； 2.掌握膜电位的形成机制及选择性； 3.了解离子选择电极的类型和性能； 3了解离子选择电极的类型和性能 4.掌握直接电位法测量溶液活度的方法； 5.掌握电位滴定法的测定原理和应用。

10‐1  概述 10 1概述电位分析法——是利用电极电电位分析法是利用电极电位与化学电池电解质溶液中某种组分活度(浓度)的对应关系而实现定量测定的一种电化学分析法。学分析法

●电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(电池的电动势)进行分析测定的一种电化学分析方法。●理论基础——Nernst方程式

电位电位分析法特点法特点

(1)灵敏度高

(2)选择性好

(3)仪器简单、操作方便，易于

实现自动化

()应用广泛(4)应用广泛

电位分析法

一、计算题

1.在 -0.96V(vs SCE) 时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H+ 4e ＝ C6H5NHOH + H2O

把 210mg 含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL 甲醇中，电解 30min 后反应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？ 2.将氯离子选择性电极和饱和甘汞电极接成如下电池： SCE||Cl(X mol/L)│ ISE

试推导标准加入法测定氯离子的计算公式。 3.氟离子选择电极的内参比电极为Ag－AgCl，E

3

－5

－

-+

-

θ

A g/AgCl

=0.2223V。内参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0×10

o

－

mol/LNaF，计算它在1.0×mol/LF，pH＝7的试液 中，25C时测量的电位值。

-

4.由Cl浓度为 1mol/L 的甘汞电极和氢电极组成一电对，浸入 100mL HCl 试液中。已知摩尔甘汞电极作阴极，

q+

电极电位为 0.28V，E (H/ H2)= 0.00V，氢气分压为 101325Pa。Ar(H) = 1.008，Ar(Cl) = 35.4 该电池电动势为0.40V。

电位分析法

一、计算题

1.在 -0.96V(vs SCE) 时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H+ 4e ＝ C6H5NHOH + H2O

把 210mg 含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL 甲醇中，电解 30min 后反应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？ 2.将氯离子选择性电极和饱和甘汞电极接成如下电池： SCE||Cl(X mol/L)│ ISE

试推导标准加入法测定氯离子的计算公式。 3.氟离子选择电极的内参比电极为Ag－AgCl，E

3

－5

－

-+

-

θ

A g/AgCl

=0.2223V。内参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0×10

o

－

mol/LNaF，计算它在1.0×mol/LF，pH＝7的试液 中，25C时测量的电位值。

-

4.由Cl浓度为 1mol/L 的甘汞电极和氢电极组成一电对，浸入 100mL HCl 试液中。已知摩尔甘汞电极作阴极，

q+

电极电位为 0.28V，E (H/ H2)= 0.00V，氢气分压为 101325Pa。Ar(H) = 1.008，Ar(Cl) = 35.4 该电池电动势为0.40V。

电位分析法

一、选择题

1、饱和甘汞电极是常用的参比电极，当有微弱的电流通过饱和和甘汞电极时，其电极电位: A.变大； B.变小； C.为零； D.不变

2、一价离子选择性电极的研究特别受到重视，这主要是因为: A.制造容易； B.灵敏度高； C.选择性好； D.测量误差小 3、有三种关于玻璃电极的说法正确的是: (1)对于氢离子来说，玻璃电极是最重要的指示电极； (2)小型玻璃电极可用于牙齿空洞中检测pH; (3)玻璃电极不能用来检测粘胶纤维液的pH A.(1) B.(2); C.(3); D.(1)和(2) 4、采用pH的实用定义主要是因为: A.单个离子的活度目前用电化学方法不能测量； B.液体接界电位的变化和理论上难以计算； C.K'不能准确的测定和计算，并经常发生变化； D.不对称电位可能随时间而变化 5、如果在一含有铁(Ⅲ)和铁(Ⅱ)的溶液中加入配位剂，此配位剂只配合铁(Ⅱ)，则铁电对的电极电位将升高，只配合铁(Ⅲ)，电极电位将:

A.升高；

B.降低；

C.时高时低；

D.不变

6、晶体膜是电极的灵敏度主要取决于

电位分析法

是非判断：

1.电位测量过程中，电极中有微小电流流过，产生电极电位。 (N)

2.液体接界电位产生的原因是两种溶液中存在的各种离子具有不同的迁移速率。 (Y) 3．等电位点是指在该点电位值不随浓度改变。（N）

4.晶体膜电极具有很高的选择性，这是因为晶体膜只让特定离子穿透而形成一定的电位。(N) 5．从玻璃电极的膜电位产生原理来看，膜电位与玻璃层厚度无关，故玻璃电极膜可做得厚一些，防

止破碎。（N）

6．液膜电极是通过在玻璃电极表面涂布一不溶于水的有机化合物薄层制成。（N ） 7.改变玻璃电极膜的组成可制成对其他阳离子响应的玻璃电极。（Y） 8．甘汞电极和Ag-AgCl电极只能作为参比电极使用。（N）

9．在电位分析过程中，氧化还原反应发生在电极选择膜表面，并产生微电流，形成电极电位。（N） 10. 氟离子选择电极的晶体膜是由高纯LaF3晶体制作的。.( N ) 11. 离子选择电极的功能膜性质决定了电极的选择性。(Y) 12．饱和甘汞电极的电位取决于内部溶液的KCl溶液的浓度。（Y ）

13.电位分析法主要用于低价离子测定是由于测量最高价离子产生较大的误差。（Y ） 14.由于高价离子的电极极不易制作，故电位分析法主要用于低

第四章 习题解答

1.电位测定法的根据是什么?

对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red

根据能斯特方程式:E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed) 对于纯金属,活度为1,故上式变为:

E?E

0Mn?/M可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据. 2.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用.

解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.

参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.

3.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量这种选择性? 解:因为离子选择性电极都是由对特定离子有特异响应的敏感膜制成. 可以用

电位分析法

一、计算题

1.在 -0.96V(vs SCE)时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H++ 4e-＝ C6H5NHOH + H2O

把 210mg含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL甲醇中，电解 30min后反应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？

2.将氯离子选择性电极和饱和甘汞电极接成如下电池： SCE||Cl(X mol/L)│ ISE

试推导标准加入法测定氯离子的计算公式。

3.氟离子选择电极的内参比电极为Ag－AgCl，E θA g/AgCl=0.2223V。内参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0×10－3mol/LNaF，计算它在1.0×－5mol/LF－，pH＝7的试液 中，25oC时测量的电位值。

-

4.由Cl-浓度为 1mol/L的甘汞电极和氢电极组成一电对，浸入 100mL HCl试液中。已知摩尔甘汞电极作阴极，电极电位为 0.28V，Eq (H+/ H2)= 0.00V，氢气分压为 101325Pa。Ar(H) = 1.008，Ar(Cl) = 35.4该电池电动势为0.40V。 (1)用电

5分组成。

5. 内参比溶液，敏感膜

电位分析法

一、计算题

1.在 -0.96V(vs SCE)时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应：

C6H5NO2 + 4H++ 4e-＝ C6H5NHOH + H2O

把 210mg含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL甲醇中，电解 30min后反应完

成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多

少？

2.将氯离子选择性电极和饱和甘汞电极接成如下电池：

SCE||Cl-(X mol/L)│ ISE

试推导标准加入法测定氯离子的计算公式。

3.氟离子选择电极的内参比电极为Ag－AgCl，E θ

A g/AgCl=0.2223V。内参比溶液

为 0.10mol/LNaCl和1.0×10－3mol/LNaF，计算它在1.0×－5mol/LF－，pH＝7

的试液 中，25oC时测量的电位值。

4.由Cl-浓度为 1mol/L的甘汞电极和氢电极组成一电对，浸入 100mL HCl试液

中。已知摩尔甘汞电极作阴极，电极电位为 0.28V，E (H/ H2)= 0.00V，氢气

分压为 101325Pa。Ar(H) = 1.008，Ar(Cl) = 35.4该电池电动势为0.40V。

(1)用电池组

第二章 电位分析法

思考与习题

1．计算下列电池的电动势，并标明电极的正负。

Ag,AgCl|0.1mol?L-1NaCl,1?10-3 mol?L-1NaF|LaF3单晶膜|0.1 mol?L-1KF┊SCE

解答：

右电极：?右??SCE?0.245V?左电极：?左??内参??M??Ag?0.059lgαCl???,AgCl,Cl0.0590.1lg?3110?3 ?0.2182?0.059lg0.1?0.059lg0.1?0.059lg10?0.1592V 电极右为正，左为负E?0.245?0.1592??0.0858 2．考虑离子强度的影响，计算全固态溴化银晶体膜电极在0.01mol.l-1溴化钙试液

中的电极电位，测量时与饱和甘汞电极组成电池体系，何者作为正极？ 解答：

? ?ISE??Ag,?Br-?0.071V?0.059lg0.02?0.171VAgBr?0.059lg ?SCE?0.245V? 与SCE组成测量体系时，SCE为正。

3．用pH玻璃电极测定pH=5的溶液，其电极电位为+0.0435V；测定另一未知试 液时，电极电位则为+0.0145V。电极的响应斜