C2O42-的标准
电极电位EAg2C2O4,Ag为0.490V,求Ag2C2O4的溶度积常数。
θ
3. 已知电极反应Zn2++ 2e-=Zn的EZn2+ ,Zn=-0.763V,Zn(CN)42-的稳定常数为5×1016。求电极反应 Zn(CN)42-+ 2e-=Zn + 4 CN-的标准电极电位EZn(CN)42-,Zn。
θ
θ
第十一章 电分析导论
2+θ
1.计算[Cu] = 0.0001 mol/L时,铜电极的电极电位(E Cu2+ /Cu=0.337V)
2+
解: 电极反应为:Cu+ 2e-=Cu
按照能斯特方程,铜电极的电位为:
E Cu2+ /Cu = E θCu2+ /Cu +RT/nF ln[αCu2+ /αCu]
2+
金属的活度为常数,作为1,在非精度的情况下,可以认为αCu2+=[Cu]。 则求得(25℃时)
E Cu2+ /Cu = E θCu2+ /Cu +RT/nF ln[Cu
2+
]
=0.344+(0.059/2)?lg0.0001 =0.226V 2.已知电极反应Ag+ e-=Ag的
+
EθAg+ ,Ag为0.799V,电极反应 Ag2C2O4+ 2e-
=Ag + C2O42-的标准
电极电位EAg2C2O4,Ag为0.490V,求Ag2C2O4的溶度积常数。 解:根据能斯特方程:EAg2C2O4,Ag= E Ag,Ag
+
θ
θ
=EAg+,Ag + 0.059lg[Ag+]
= EAg+,Ag + 0.059lg(Ksp/[ C2O42-])
1/2
θ
θ
已知EAg2C2O4,Ag为0.490V,EAg ,Ag为0.799V,令[ C2O4]=1
+
2-
θθ
得到0.490=0.799+0.059lg(Ksp/1)
1/2
lgKsp=-{(0.309×2)/0.059}=-10.475
Ksp=3.4×10-11
3. 已知电极反应Zn2++ 2e-=Zn的EZn2+ ,Zn=-0.763V,Zn(CN)42-的稳定常数
为5×10。求电极反应 Zn(CN)4+ 2e-=Zn + 4 CN的标准电极电位EZn(CN)
16
2--
θ
θ
2-4,Zn。
2+
2+
-2-
解:根据电极反应Zn+ 2e-=Zn,在化学反应Zn + 4 CN=Zn(CN)4建立
-平衡时,[CN]
和[Zn(CN)42-]均等于时的电极电位,即为EZn(CN)42-,Zn。
θ
EθZn(CN)42-,Zn=EθZn2+,Zn
= EZn2+,Zn + (0.059/2)lg[Zn2+]
已知 K稳= [Zn(CN)4] /[Zn] [CN]=5×10
2-2+
-4
16
θ
令[Zn(CN)4] = [CN]=1 mol/L
2--4
则[Zn]=1/K稳=1/5×10=2×10 mol/L
2+
16
-17
求得:EZn(CN)4,Zn=-0.763+(0.059/2)lg(2×10)
2--17
θ
=-0.763-0.493 =-1.26V
第十一章 电位分析
一、选择题
1用银离子选择电极作指示电极,电位滴定测定牛奶中氯离子含量时,如以饱和甘汞电极作为参比电极,双盐桥应选用的溶液为( )
(1)KNO3 (2)KCl (3)KBr (4)K?
2.pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( )
+
(1) 内外玻璃膜表面特性不同 (2) 内外溶液中 H 浓度不同
+
(3) 内外溶液的 H 活度系数不同 (4) 内外参比电极不一样
n+m+
3. M1| M1|| M2| M2在上述电池的图解表示式中,规定左边的电极为( ) (1) 正极 (2) 参比电极 (3) 阴极 (4) 阳极
4. 用离子选择电极标准加入法进行定量分析时,对加入标准溶液的要求为 ( ) (1) 体积要大,其浓度要高 (2) 体积要小,其浓度要低 (3) 体积要大,其浓度要低 (4) 体积要小,其浓度要高
5.离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率
6. 用氯化银晶体膜离子选择电极测定氯离子时,如以饱和甘汞电极作为参比电极,应选用 的盐桥为: ( ) (1) KNO3 (2) KCl (3) KBr (4) KI
7. 中性载体电极与带电荷流动载体电极在形式及构造上完全相同。它们的液态载体 都是可以自由移动的。它与被测离子结合以后,形成 ( ) (1)带电荷的化合物,能自由移动 (2)形成中性的化合物,故称中性载体 (3)带电荷的化合物,在有机相中不能自由移动 (4)形成中性化合物,溶于有机相,能自由移动
8.pH玻璃电极产生酸误差的原因是 ( ) (1)玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀
+
(2)H度高,它占据了大量交换点位, pH值偏低
+++
(3)H与H2O形成H3O,结果H降低, pH增高
+
(4)在强酸溶液中水分子活度减小,使H传递困难,pH增高
-5
9. 玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为 100,当钠电极用于测定1×10
+
mol/L Na时,要满足测定的相对误差小于 1%,则试液的 pH 应当控制在大于( ) (1) 3 (2) 5 (3) 7 (4) 9
10.玻璃膜钠离子选择电极对钾离子的电位选择性系数为 0.002,这意味着电极对钠离子的 敏感为钾离子的倍数是 ( )
(1) 0.002 倍 (2) 500 倍 (3) 2000 倍 (4) 5000 倍
pot?611. 钾离子选择电极的选择性系数为KK?,Mg2??1.8?10,当用该电极测浓度为1.0×
10mol/L K,浓度为 1.0×10mol/L Mg溶液时,由 Mg引起的 K测定误差为( ) (1) 0.00018% (2) 134% (3) 1.8% (4) 3.6% 12.碘化银晶体膜电极在测定氰离子时,其电极电位( ) (1)随试液中银离子浓度的增高向负方向变化 (2)随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 (3)随试液中氰离子浓度的增高向负方向变化 (4)与试液中银离子浓度无关
13.氨气敏电极的电极电位 ( )
+
(1)随试液中NH4或气体试样中NH3的增加而减小 (2)与(1)相反 (3)与试液酸度无关
+
(4)表达式只适用于NH4试液 二、填空题
1.正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为______, 它没有_______性和______性, 而渗透膜, 只能让某种离子通过, 造成相界面上电荷分布不均, 产生双电层,形成______电位。
-2. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F浓度时, 对较复杂的试液需要加入____________试剂, 其目的有第一________;第二_________;第三___________。
3. 用直读法测定试液的pH值, 其操作定义可用式_____________________来表示。用pH 玻璃电极测定酸度时, 测定强酸溶液时, 测得的pH比实际数值_______, 这种现象称为
________。测定强碱时, 测得的pH值比实际数值______, 这种现象称为__________。 4. 由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中________是电荷的传递者, ________是 固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是________________, 内参比电极由 _____________________组成。
5. 在电化学分析方法中, 由于测量电池的参数不同而分成各种方法:测量电动势为______;测量电流随电压变化的是_____,其中若使用_______电极的则称为______; 测量电阻的方法称为__________;测量电量的方法称为_________。
6 电位法测量常以____________________作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极, 一个是 指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电池
-5+-2+
______________。 三、计算题
-
1.用氟离子选择电极测定某一含F的试样溶液50.0mL,测得其电位为86.5mV。加入
-2
5.00×10mol/L氟标准溶液0.50mL后测得其电位为68.0mV。已知该电极的实际斜
-
率为 59.0mV/pF,试求试样溶液中F的含量为多少(mol/L)?
θ
2. 氟离子选择电极的内参比电极为Ag-AgCl,E A g/AgCl=0.2223V。内参比溶液为
-3-5-
0.10mol/LNaCl和1.0×10mol/LNaF,计算它在1.0×mol/LF,pH=7的试液
Pot 中,25C时测量的电位值。[KF?0.10] ?,OH?o
pot3. 由 AgCl - Ag2S 混晶膜制成的氯离子选择电极,已知其选择性系数Ki,j分别为:
KClpot?,NO3?= 1×10 KCl?,SO-52
pot42?= 5×10
6
-5
potpot KCl??= 3×10 K??= 2×10 ,BrCl,I试回答在测定 [Cl] = 1×10 mol/L 时,如果允许误差为 5%,若共存KNO3或 K2SO4时, 物质的最大容许浓度是多少? 四、问答题 ( 共 4题 20分 )
1. 用离子选择性电极测定离子活度时,若使用标准加入法,试用一种最简单方法求出电极 响应的实际斜率。
2. 根据1976年?UPUC推荐,离子选择性电极可分为几类,并举例说明。 3 简述使用甘汞电极的注意事项。
4 为什么测量一电池的电动势不能用一般的电压表?应用什么方法测量之? 答案
一、选择题
1. (1) 2. (1) 3. (4) 4. (4) 5. (2) 6. (1) 7. (1) 8. (4) 9. (4) 10 (2) 11. (3) 12. (3) 13. (1) 二、填空题 ( 共 5题 25分 )
1.扩散电位; 强制; 选择; Donnan。 2. 总离子强度调节剂(TISAB);
维持试样与标准试液有恒定的离子活度;
+-
使试液在离子选择电极适合的pH范围内,避免H或OH干扰;
使被测离子释放成为可检测的游离离子。 3. pHX?pHS?-
3+
--4
EX?ES; 偏高; 酸差; 偏低; 碱差或钠差。
0.05924. F; La; Ag|AgCl; 0.1mol/LNaCl和0.1mol/LNaF溶液。 5. 电位分析法; 伏安法;滴汞;极谱法; 电导分析法;
库仑分析法。
6..待测试液;电动势 。
三、计算题 ( 共 4题 20分 ) 1. 根据标准加入法公式:cF???c10?E/S?1?5.00?10?41086.5?6.059.0?4.72?10?4mol/L
?12 答:
E?E内参?E膜1.0?10?5?0.10?10?7?0.2223?0.059lg[0.10]?0.059lg 1.0?10?3?0.2223?0.059?2?0.059?0.399V3.[答]
1. 选用 KNO3时
-4
1×10×5
[KNO3] = ─────── = 0.5 mol/L
-5
1×10×100 2. 选用 K2SO4 时
-4
1×10×5
[K2SO4 ] = ( ─────── ) = 0.01 mol/L
-5
5×10×100
四、问答题 ( 共 4题 20分 ) 1.[答]
使用标准加入法计算公式计算时必须知道该电极 Nernst 响应的实际斜率 S。 不用作标准曲线,求算实际斜率的实验方法是,在完成试样的测定后,此时 E = b + S lgf·cx,用空白溶液将试液稀释 1 倍,此时 E ' = b + S lg(fcx)/2,因此可按下试计算实际斜率: S = (E - E ')/lg2
2.根据1976年?UPAC推荐,通常离子选择电极可以分为两大类:(1)原电极(2)敏
化离子选择电极,它们又可分为若干种。例如用单晶膜的氟离子选择电极属原电极。 3. [答]
1. 使用前将橡皮帽及侧管口橡皮塞取下,管内应充满饱和 KCl 溶液,且有少许 KCl 晶体存在,并注意随时补充 KCl 溶液。
2. 不能将甘汞电极长时间浸在待测液中,以免渗出的 KCl 污染待测溶液。 3. 检查电极是否导通。
4. 用完后洗净,塞好侧管口及橡皮帽,以防止 KCl 溶液渗出管外,将甘汞电极 浸泡在饱和KCl 溶液里。 4.[答]
电池的电动势是指电池没有电流通过时两端的端电压,当用一般的电压表来测量 时,由于电池中有电流通过,而电池有内阻,这就产生电压降 (E - iR = U ) 此时用电压表测得的仅仅是端电压 U 。
另外,由于电流通过电池,在电池两电极上发生电化学反应,产生极化现象,也将影 响电动势的准确测量。
所以不能用一般的电压表来测量电池的电动势,而应用电位差计,利用补偿法原 理 (使 i = 0 ) 来测之。
第十二章 电解和库仑分析
一、选择题