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发布时间:2022-03-09 20:20
1基本概念
电位滴定(potentiometric titration)是在滴定过程中通过测量电位变化以确定终点的滴定方法。
2电位滴定特点
与直接电位法相比
- 电位滴定是通过测量电位变化,算出化学计量点体积;
- 电位滴定准确度和精密度高;
- 电动势并没有直接用来计算待测物的浓度。
与指示剂滴定法相比
- 电位滴定可用于滴定突跃小或不明显的滴定反应;
- 电位滴定可用于有色或浑浊试样的滴定;
- 电位滴定装置简单、操作方便,可自动化;
- 电位滴定常采用等步长滴定。
3电位滴定装置
常见的电位滴定手动装置和自动装置示意图如图1所示:
图1
手动滴定装置由参比电极、指示电极、电位计、滴定管、滴定池及搅拌装置组成。
自动滴定装置是在滴定管末端连接可通过电磁阀的细乳胶管,此管下端接上毛细管。滴定前根据具体的滴定对象为仪器设置电位(或pH)的终点控制值(理论计算值或滴定实验值)。滴定开始时,电位测量信号使电磁阀断续开关,滴定自动进行。电位测量值到达仪器设定值时,电磁阀自动关闭,滴定停止。
现代的自动电位滴定已广泛采用计算机控制。计算机对滴定过程中的数据自动采集、处理,并利用滴定反应化学计量点前后电位突变的特性,自动寻找滴定终点、控制滴定速度,到达终点时自动停止滴定,因此更加自动和快速。
4终点确定方法
电位滴定终点的确定方法
电位滴定终点的判定方法有绘制E-V曲线法、绘制△E/△V -V曲线法和二级微商法[1]。详细方法表述如下:
绘制E-V曲线
用加入滴定剂的体积(V)作横坐标,电动势读数(E)作纵坐标,绘制E-V曲线,曲线上的转折点即为化学剂量点。该法简单、准确性稍差。
图2
具体数据处理方法为:首先根据测试数据绘制E-V曲线,然后做两条余与滴定曲线相切,并与横轴夹角为45度的直线A、B(如图2红色切线所示),再做垂直于横轴的直线(如图2虚线所示),使夹在AB间的线段被曲线交点C平分,即C点就是拐点。
绘制E/V-V曲线
△E/△V为E的变化值与相对应的加入滴定剂的体积的增量的比。曲线上存在着极值点该点对应着E-V 曲线中的拐点,即为化学剂量点。
图3
具体数据处理方法为:以加入滴定剂的体积为为横坐标,以ΔE/ΔV为纵坐标,画出滴定曲线。曲线的最高点即为滴定终点。由最高点引横轴的垂线,交点就是消耗滴定剂的体积。
二级微商法
以二阶微商值为纵坐标,加入滴定剂的体积为横坐标作图。 △2E/△V2=0所对应的体积即为滴定终点。
图4
二级微商法又称二阶微分滴定曲线,纵坐标Δ2Ε/ΔV2=0的点即为滴定终点。通过后点数据减前点数据的方法逐点计算二阶微商。
具体计算公式为:图5
其中滴定终点的体积可由内插法求得,即取二阶微商的正、负转化处的两个点的 体积值V+,V-。然后通过如下公式求得滴定终点:
图6
5应用及选择
电位滴定的应用及电极选择
使用不同的指示电极,电位滴定法可以进行酸碱滴定,氧化还原滴定,络合滴定和沉淀滴定[2]。电极的选择标准如下表所示:
测定方法 | 参比电极 | 指示电极 |
酸碱滴定 | 甘汞电极 | 玻璃电极,锑电极 |
沉淀滴定 | 甘汞电极,玻璃电极 | 银电极,硫化银薄膜电极等离子选择性电极 |
氧化还原滴定 | 甘汞电极,钨电极,玻璃电极 | 铂电极 |
络合滴定 | 甘汞电极 | 铂电极,汞电极,钙离子等离子选择性电极。 |