電位滴定方法
1直接滴定法
由指示電極和參比電極組成電池直接進行滴定,由指示電極的電位確定終點。直接滴定法終點的確定可分為三種類型:**種是指示電極對試液中的被測離子敏感。例如用f—電極為指示電極,用la(no3)3標準溶液滴定f-,由f-電極檢出在等當點的電位突躍;**種是指示電極對滴定劑敏感。例如用pb2+標準溶液滴定,過了等當點后pb2+稍一過量,pb2+電極的電位就發(fā)生突躍;第三種是電極對指示劑敏感。例如用四亞乙基五胺(tepa)滴定ni2+,加入cu2+為指示劑,以cu2+電極做指示電極。過了等當點后只要tepa稍有過量,馬上與cu2+結合,使cu2+急劇減少,cu2+電極的電位出現(xiàn)突躍,表明終點已到。
2示差滴定法
這種方法基于濃差電池的原理。將兩支相同的離子選擇性電極,一支浸于被測溶液中,另一支浸入標準溶液中,再用鹽橋聯(lián)接兩溶液構成濃差電池。若兩個溶液的組成基本相同或都加入等量離子強度調(diào)節(jié)劑,則活度系數(shù)和液體接界電位相等,那么電池電動勢與離子濃度的關系為:
(3-61)
示差滴定法直接讀出δe/δv值,它*大時即為滴定終點。
示差滴定法的一個特殊應用,就是零電位法,它的原理也是濃差電池,根據(jù)式(3-61)當cx=cs時,e=0。這種方法是在標準溶液中滴加濃度更大的標準溶液或者滴加水來使e=0,還可以用幾種不同濃度的標準溶液。測量濃差電池的電動勢e,畫e-lgcs曲線,將其外推至e=0的點,由這點求出相應的lgcx值。這種方法適宜于測定微量樣品。
3恒電流滴定法
恒電流滴定法又被稱做雙電位滴定法。在兩個相同的指示電極上施加電壓,使微小但是穩(wěn)定的電流流過兩個電極,以滴定過程中兩個電極間的電位差確定終點。例如用i2滴定,如果可逆電對 |占主導地位,則兩電極間的電位差較大。但是,過化學計量點之后,占主導地位的是可逆電對i2|i-,這時兩電極間電位差為零,所以化學計量點處電位有突躍。
恒電流滴定法的優(yōu)點是,只要求被測物質(zhì)或滴定劑之中有一個是電活性的。
4電位滴定法的準確度
一般來說,電位滴定法的準確度要優(yōu)于直接電位法。影響電位滴定法準確度的主要因素有滴定反應的平衡常數(shù)、干擾離子的濃度,樣品溶液中離子的起始濃度等。各種因素的影響集中表現(xiàn)在準確確定化學計量點上。
設化學計量點之后的**個滴定點加入的滴定劑所得的離子濃度為c1,那么根據(jù)滴定反應有:
c1 = ct (v1 - ve ) / (vx + v1)(3-62)
式中ct是滴定劑濃度,ve是化學計量點對應的體積,vx是樣品溶液體積,v1是化學計量點之后**滴定點所用滴定劑體積。將(3-62)式微分,得:
(vx+v1)dc1 = ctdve (3-63)
化學計量點的誤差直接取決于c1的誤差,結合(3-62),(3-63)式,可得等當點相對誤差公式為:
(3-64)
由(3-64)式可知,化學計量點之后的**個滴定點越接近于化學計量點,滴定誤差就越??;當v1/ve時,誤差為0。就是說dc1/c1越小則滴定誤差越小。求出c1,再用各個定量方法所對應的誤差公式來計算dc1/c1。=1
5電位分析法的應用
電位滴定可以完成以中和、沉淀、氧化還原以及絡合等化學反應為基礎的容量滴定,同樣,電位滴定法還可用在有色或混濁的溶液和非水溶劑體系的分析上。但是,電位滴定法用于水溶液中的酸堿滴定時,只能用于電離常數(shù)大于10-8的那些酸堿,太弱的酸或堿,在滴定時終點不明顯,這種情況下如果選擇合適的非水溶劑,就能使滴定時電位突躍明顯增大。例如,*苯胺的電離常數(shù)約為10-10,它們在水溶液中無法進行滴定,但是在非水溶劑中卻能很好的進行滴定。
ph測量不僅應用于實驗室的日常分析,現(xiàn)在也廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的控制中,用于高溫、低溫、高壓下的ph測量儀器也已經(jīng)得到了開發(fā)。
生活飲用水、工業(yè)用水以及工業(yè)廢水中各種離子的檢測和監(jiān)測都用到了離子選擇性電極。在醫(yī)學上,離子選擇性電極用于測定人血和生物體液中的各種離子,或者作為電化學傳感器,各種微型離子電極可用來探測活體組織中體液內(nèi)某些離子的活度,對藥理和病理研究有著重要的意義。
在物理化學研究中也廣泛地用到了電位分析法。比如用電位分析法來測定溶度積,離子活度系數(shù),酸堿電離常數(shù),絡合物穩(wěn)定常數(shù)等。