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=EOxRed tr/n F log(ao /ared 对于纯金属,活度为1,故上式变为: RT E=E nF lnaM叶 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
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 = E0 Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed) 对于纯金属,活度为1,故上式变为: = M n+ M + a M n+ nF RT E E ln 0 / 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 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π时, 通常用饱和甘汞电极作为参比电极
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 可以用选择性电极的选择性系数来表征 n:/n 称为离子对欲测离子的选择性系数
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. 可以用选择性电极的选择性系数来表征. ni nj j i i j a a K , / ( ) = 称为j离子对欲测离子i的选择性系数
4.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:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度 的指示电极各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体, 内参比溶液内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于 内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差其核心部分为敏 感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应 很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性 可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性
4.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:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度 的指示电极.各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体, 内参比溶液,内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于 内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差.其核心部分为敏 感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应 很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性. 可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性
5直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之? 解:误差来源主要有: (1)温度,主要影响能斯特响应的斜率所以必须在测定过程中保持 温度恒定 (2)电动势测量的准确性.一般,相对误差%=4n△E因此必须要求测 量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度 (3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质,能与敏感膜中相关 组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可 能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须 分离干扰离子 (4)另外溶液的pH欲测离子的浓度电极的响应时间以及迟滞效应 等都可能影响测定结果的准确度
5.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之? 解:误差来源主要有: (1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持 温度恒定. (2)电动势测量的准确性.一般, 相对误差%=4nDE,因此必须要求测 量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度. (3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质, 能与敏感膜中相关 组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可 能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须 分离干扰离子. (4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应 等都可能影响测定结果的准确度