实验十三氯离子选择性电极的测试和应用

1实验十三氯离子选择性电极的测试和应用专业：11化学姓名：赖煊荣座号：32同组人：黄音彬时间：2014.4.22一、目的要求1．了解氯离子选择电极的基本性能及其测试方法，同时掌握氯离子选择性电极、玻璃电极、参比电极等的正确使用方法。2．掌握用氯离子选择性电极测定氯离子浓度的基本原理。3．掌握PHS—2C或是3B型酸度计的使用方法。二、基本原理1、电极电位与离子浓度的关系在一定条件下，其电极电位ф与被测溶液中的银离子活度aAg+之间有以下关系：令AgCl的活度积为Kap，即Kap=aAg+·aCl-式（1）可表示为于是有E与lncCl-或PcCl-之间应呈线性关系。只要测定不同浓度的E值，并将E对lncCl-或PcCl-作图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。2、电极的选择性和选择性系数如用于表示Br-对氯离子选择性电极的干扰，式（6）可具体表示为由式（6）可知，Kij越小，表示j离子对被测离子i的干扰越小，也就表示电极的选择性越好。因为ai=aj，所以，两电位之差因此，对于阴离子选择电极三、仪器和试剂21、仪器磁力搅拌器一台；PHS—2型酸度计一台；EDCL型氯离子电极一支；217型饱和甘汞电极一支；容量瓶（1000ml，500ml×2，250ml×5），移液管（50ml）。2、试剂NaCl（分析纯），KNO3（分析纯），风干土壤样品，0.1%Ca(Ac)2溶液。pH=4.00的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，pH=6.86的磷酸氢二钾与磷酸氢二钠。四、实验步骤1、仪器装置2、溶液配制（事先已配制，3、土壤样品的处理4、仪器校正5、标准曲线的测定6、测lnKij和土壤样品溶液中NaCl含量7、洗净电极五、数据处理1、实验数据记录表1实验室条件的记录表项目实验开始时实验结束时温度/℃26.126.2压力/hp1019.21020.5湿度/%59.659.8表2实验数据记录表（标准曲线测定）CNaCl（g/L）0.01000.1001.0010.00E/mvⅠ-137-105-475Ⅱ-136-104-486Ⅲ-136-103-477平均值-136-104-476表3实验数据记录表样品E/mv第一次第二次第三次平均值0.100MKNO3-144-145-144-1440.100MNaCl7898土壤-127-128-130-1282、数据处理（1）以E对lgc作图，绘制工作曲线。3图1.E-lgc工作曲线y=48.3x-46.1R2=0.9871-160-140-120-100-80-60-40-20020-2.5-2-1.5-1-0.500.511.5lgcE/mv（2）计算KCl-NO3-。由于所以lnKCl-NO3-=（-144-8）*10-3*1*96500/（8.314*299.25）=-5.89KCl-NO3-=2.75*10-3（3）按下式计算风干土壤样品中NaCl含量，由图1.E-lgc工作曲线得E=48.3lgc-46.1lgCx=-1.70Cx=0.02NaCl%=0.02*50*10-3/(1000*5)*100%=2.0*10-5%六、思考题：1．如何确定氯离子选择性电极的测量范围？被测溶液氯离子浓度过低或过高对测量结果有何影响？答：根据公式（5），只要测定不同浓度的E值，并将E对lncCl-或PcCl-作图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。被测溶液氯离子浓度过低或过高都会使E与PcCl-不成线性关系，使测得的结果不准确。2．在使用选择系数时要注意什么问题？lnKij的数值等于多少？lnKij≥1或lnKij=1分别说明什么问题？答：因为选择性系数与诸多因素有关，所以在表示一个离子选择性电极时通常应注明测定方法及测定条件。根据公式（9）可以计算lnKij的数值。lnKij≥1表示E1E2,lnKij=1说明E1=E2。七、实验讨论根据能斯特方程可以看出，电池的电动势与环境的温度有关，所以在没有恒温的情况下，环境温度的变化会对实验测得的结果造成一定的影响。工作曲线绘制的不标准的原因可能是标准溶液的配制不够准确，也有可能是没有按浓度递增的方向依次测定，也可能是仪器不稳定造成的。八、参考教材1．《物理化学实验》，上册，复旦大学等编，P102—105。2．《物理化学实验》第三版，复旦大学等编，P194—196。