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1、第四节 电导分析法的应用,第四章 电位与电导分析法,一、电导滴定分析 conductometric titration 二、直接电导法的应用 application of directconductometry 三、高频电导原理与应用 principle and application of high frequency conducto-metry,potentiometer and conductometry,applications of conductometry,一、电导滴定分析 conductometric titration,电导滴定原理： 滴定过程溶液电导率的改变，化学计量点出
2、现突跃；,酸碱滴定曲线： 电导滴定常用于稀酸、弱酸、 混合酸等的测定。,电导滴定,电导滴定测定稀酸、弱酸、混合酸时的滴定曲线形状。,二、直接电导法应用 application of direct conductometry,1. 直接电导法 (1) 高纯水质的测定水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。通过测定电导率可以鉴定水的纯度。并可以电导率作为水质标准。普通蒸馏水的电导率 210-6 S cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S cm-1 纯水的电导率 510-8 S cm-1 (2) 强电解质溶液总浓度的测定土壤,海水的盐度 (3) 大气污染物测定SO3 NO2, 吸收后测量电导变化
3、；监测酸雨。,2. 电导法测定物理化学常数,(1) 电离度与平衡常数的测定,HAc = H+ + Ac- c(1-) c c ,由实验测定HAc的浓度为1.11410-4 mol/L时的电导率， 计算：,(2) 难溶盐的溶解度,25C时，实验测定AgBr饱和水溶液的电导率:=1.57610-6 S/cm 纯水的电导率： =1.51910-6 S/cm 校正后AgBr的电导率： AgBr =5.710-8 S/cm,Ksp=(4.06 10-7) 2 =1.648 10-13,三、高频电导法原理与应用 principle and application of high frequency con
4、ductometry,1. 特点 电极不与溶液直接接触；不发生电解、极化、吸附等作用 2. 高频电导分析原理 振荡频率1兆赫时， 离子：不移动，中心离子与离子氛之间的相对振动，正、负电荷重心的相互交变； 偶极分子：随电场变化频率快速取向和变形； 分子或离子定向极化和变形极化均产生瞬间电流-极化电流， 频率小(1兆赫时：与电导电流具有相同数量级；,3. 高频电导滴定,利用高频电场下极化电流的变化来跟踪滴定过程的方法称为高频滴定法。特别适合于低电导非水溶液的滴定；,开始时， f 0= f ，滴定后，电解质浓度改变时，引起电容改变，导致输出频率 f 改变， f 0 f ，给出信号 。,高频电导滴定曲
5、线类型,溶液的低频电导G较小时，高频电导随G增加而上升，滴定曲线类型为（a）；在极值附近，滴定曲线类型为（b）；下降处的滴定曲线类型为（c）；,丙酮滴定丁基锂己烷溶液的滴定曲线(d).,选择内容：,第一节 电位分析与离子选择性电极 principle of potentiometer analysis and ion selective electrode 第二节 电位分析法的应用 application of Potentiometry 第三节 电导分析法原理 principle of conductometry 第四节 电导分析法应用 application of conductometr
6、y,结束,第五章 电解与库仑分析法,第一节 电解分析原理与应用,一、电解分析基础 fundament of electrolytic analysis 二、理论分解电压与析出电位 theoretical decomposition voltage and deposited potential 三、浓差极化与电化学极化 concentration polarization and electrochemical polarization 四、电重量分析与电解分离 electrogravimetric analysis and electrolytic separation,electrolyt
7、ic and coulometric analysis,principle and applications of electrolytic analysis,一、电解分析基础 fundament of electrolytic analysis,1.电解装置,电解电池： 正极(阳极) 负极(阴极),2.电解过程(电解硫酸铜溶液),当逐渐增加电压，达到一定值后，电解池中发生了如下反应：,阴极反应：Cu2+ + 2e Cu 阳极反应：2H2O O2 + 4H+ +4e 电池反应： 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+,电池电动势为：E = 0.307 - 1.22 = -0
8、.91 (V) 外加电压为0.91V时，阴极是否有铜析出?,二、理论分解电压与析出电位 theoretical decomposition voltage and deposited potential,1. 理论分解电压 根据能斯特方程计算，使反应进行,需要提供的最小外加电压（D点） 。 2. 实际分解电压（析出电位）实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分解电压（D点）。 3. 产生差别的原因,E外 = （E阳 + 阳）- （E阴 + 阴） + iR理论分解电压小于实际分解电压的原因是由于超电位的存在，但超电位是如何产生的呢？,超电位（）、电解回路的电压降（iR）的存在。则外加电压应为
9、：,三、浓差极化与电化学极化 concentration polarization and electrochemical polarization,产生超电位的原因：电极极化电极极化：电解时，电极上有净电流流过时，电极电位偏离其平衡电位的现象。浓差极化： 电流流过电极，表面形成浓度梯度。使正极电位增大，负极电位减小。,减小浓差极化的方法： a.减小电流，增加电极面积； b.搅拌，有利于扩散,电化学极化 electrochemical polarization,电荷迁越相界面的放电所需的超电位。产生的原因：电极反应速度慢，电极上聚集了一定的电荷。,四、电重量分析法与电解分离 electrogr
10、avimetric analysis and electrolytic separation,电重量分析法:利用电解将被测组分从一定体积溶液中完全沉积在阴极上，通过称量阴极增重的方法来确定溶液中待测离子的浓度。 1.恒电流电重量分析法保持电流在2-5A之间恒定，电压变化，最终稳定在H2的析出电位。选择性差，分析时间短，铜合金的标准分析方法。,2. 控制阴极电位电重量分析法,(1)三电极系统自动调节外电压，阴极电位保持恒定。选择性好。,(2)A、B两物质分离的必要条件,a. A物质析出完全时,阴极电位未达到B物质的析出电位(图)； b. 被分离两金属离子均为一价,析出电位差0.35 V c. 被
11、分离两金属离子均为二价,析出电位差0.20 V对于一价离子,浓度降低10倍,阴极电位降低0.059 V。电解时间如何控制？浓度随时间变化关系如何？,电解时间的控制,控制阴极电位电重量分析过程中如何控制电解时间? 电流-时间曲线:,A：电极面积；D：扩散系数； V：溶液体积；：扩散层厚度,电解完成99.9%所需的时间为:t99.9% = 7.0V/DA 电解完成的程度与起始浓度无关。与溶液体积V成正比，与电极面积A成反比。,当it/i0=0.001时，认为电解完全。,选择内容,结束,第一节 电解分析原理与应用 principle and applications of electrolytic analysis 第二节 库仑分析原理与应用 principle and applications of coulometric analysis 第三节 库仑滴定 coulometric titration,
