实验二 氯离子选择性电极的测试和应用.doc

实验二 氯离子选择性电极的测试和应用一、 实验目的1、了解氯离子选择性电极的基本性能及其测定方法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、了解酸度计测量直流毫伏值的使用方法二、实验仪器和药品酸度计，电磁搅拌器，217 型饱和甘汞电极，氯离子选择性电极，100ml 容量瓶，50mL、10mL 移液管KCl（ AR） ， KNO3（AR ） ,0.1%Ca(AC)2 溶液，风干土壤样品三、 实验原理1、电极电势与离子浓度的关系以氯离子选择性电极为指示电极，双液接甘汞电极为参比电极，插入试液中组成工作电池（图 3-11） 当氯离子浓度在 10-1～10 -5mol·L 范围内，在一定的条件下，电池电动势与氯离子活度的对数成线性关系 lnlnlnCl Cl ClRTRTRTEaEcEcFFF在测定中，只要固定离子强度，则 可视为定值只要测出不同 值时的电动势 E，做 图（标准曲线）Clc lClc，就可用了解电极的性能并可从图中求出待测溶液的 Cl-浓度2、电极的选择性和选择性系数离子选择性电极常会受到溶液中其它离子的影响也就是说，在同一电极膜上，往往可以有多种离子进行不同程度地交换。

离选择性电极的特点就在于对特定离子具有较好的选择性，受其它离子的干扰较小电极选择性的好环，常用选择性系数来表示但是，选择性系数与测定方法、测定条件以及电极的制作工艺有关，同时也与计算时所用的公式有关一般离子选择性电极的选择性系数 kij 可表示为： ln()ijZijRTEakF式中，i 和 j 分别代表待测离子和干扰离子，Z i 及 Zj 分别代表 i 和 j 离子的电荷数； 为该电极对 j 离子的选择系数式中“-” 及“+” 分别适用于阴、阳离子选ijk择性电极 越小，表示 j 离子对被测离子的干扰越小 当 Zi=Zj 时，测定ij最简单的方法是分别溶液法：分别测定在具有相同活度的离子 i 和 j 这两个ijk溶液中该离子选择性电极的电动势 E1 和 E2)lnijnFkRT四、实验步骤1、标准溶液配制配 100mL0.1mol·L-1 KCl 标准溶液，用 0.1 mol·L-1 KNO3 溶液逐级稀释配5×10-2，1×10 -2、5×10 -3、1×10 -3、5×10 -4、1×10 -4 mol·L-1 KCl 标准溶液2、安装仪器3、标准曲线测量校正仪器后，用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干，将电极依次从稀到浓插入标准溶液中测定电动势。

4、选择系数测定配制 0.01 mol·L-1 的 KCl 和 KNO3 溶液各 100mL，分别测定电动势值5、自来水中氯离子含量的测定称 0.1011g KNO3 于 100mL 容量瓶中（目的：保持相同的离子强度） ，用自来水稀释至刻度，测定其电动势值，从标准曲线上求得相应的氯离子浓度6、土壤中 NaCl 含量的测定（1）用台秤称风干土壤样品约 10g，加入 0.1% Ca(AC)2 溶液约 100mL，搅动几分钟，静置澄清2）用干燥洁净的吸管吸澄清液 30-40mL，放人干燥洁净的 50mL 烧杯中，测定其电动势值五、数据处理1、以标准溶液的 E 对 lgC 作图绘制标准曲线2、计算 kCl-NO3-3、从标准曲线上查出被测自来水中氯离子的浓度，4、 计算风干土壤中 NaCl 的含量： NaCl%10xVMW式中，Cx 为从标准曲线上查得的样品中 Cl-浓度； V（mL）为 0.1%Ca(AC)2 溶液的体积；M 为 NaCl 的摩尔质量；W 为土壤质量（单位：g） 六、注意事项1、氯离子选择性电极在使用前应在 10-3 mol·L-1 KCl 溶液中浸泡活化 1h，然后在蒸馏水中充分浸泡方可使用，这样可缩短电极响应时间并改善线性关系；电极响应膜切勿用手指或尖硬的东西碰划，以免沾上油污或损坏，影响测定；使用后立即用蒸馏水反复冲洗，以延长电极使用寿命。

2、双液接甘汞电极在使用前应拔去加在 KCl 溶液小孔处的橡皮塞，以保持足够的液压差，并检查 KCl 溶液是否足够；由于测定的是 Cl-，为防止电极中 Cl-的渗入被测液而影响测定，需要加饱和 KNO3 溶液作为外盐桥由于 Cl-不断渗入外盐桥，所以外盐桥内的 KNO3 溶液不能长期使用，应在每次实验后将其倒掉洗净，放干，在下次使用时重新加入饱和 KNO3 溶液3、氯离子选择性电极宜浸在蒸馏水中，长期不用可洗净干放，但在使用前需要用蒸馏水充分浸泡，必要时可重新抛光膜片表面4、安装电极时，两支电极不要彼此接触，也不要碰到杯底或杯壁5、每次测试前，需要少量被测液将电极与烧杯淋洗三次6、切勿把搅拌珠连同废液一起倒掉七、思考题1、为什么要保持离子强度相等？2、本实验中与电极响应的是氯离子的活度还是浓度？为什么？3、氯离子选择性电极在使用前为什么要浸泡活化 1h？4、本实验中为什么要用双液接甘汞电极而不用一般的甘汞电极？使用双液接甘汞电极时应注意什么？。