2014-第七章-电位分析法--作业答案
第七章 电位分析法 作业答案
一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分?10=20分)
1. pH 玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。 [ D ]
A. 只有Na +
B. 只有H +
C. 只有OH -
D. Na +和H +
2. 测定溶液中CO 2气体的气敏电极,其中介溶液中的平衡离子是( )。 [ D ]
A. Cl -
B. SO 42-
C. NO 3-
D. HCO 3-
3. 氟电极的主要干扰离子是( )。 [ B ]
A. Cl -
B. OH -
C. NO 3-
D. SO 42-
4. 氟电极的最佳pH 测量范围为5~
5.5,当测量pH 较大时,其测量结果将比实际值( )。 [ A ]
A. 偏高
B. 偏低
C. 不影响
D. 不能判断
5. 一种氟电极对OH -的选择系数为0.10,如允许误差为5%,那么在1.0??10-2mol.L -1的F -溶液中,能允许的OH -应小于( )mol.L -1。 [ B ]
A. 5×10-2
B. 5×10-3
C. 5×10-4
D. 5×10-5
6. 某钠电极,其选择性系数30H ,Na =++K ,欲用此电极测定pNa=3的Na +溶液,并要求测量误差小于3.0%,
则试液pH 必须大于( )。 [ B ]
A. 3.0
B. 6.0
C. 9.0
D.10
7. 以pH 玻璃电极做指示电极,用0.200 mol.L -1 KOH 溶液滴定0.0200 mol.L -1苯甲酸溶液;从滴定曲线上求得终点时溶液的pH 为8.22,二分之一终点时溶液的pH 为4.18,则苯甲酸的解离常数为( )。
[ B ]
A. 6.2?10-5
B. 6.6?10-5
C. 7.2?10-5
D. 8.2?10-5
8. 常温、常压下,当试液中二价响应离子的活度增加一倍时,该离子电极电位变化的理论值是( )mV 。
[ C ]
A. 2.8
B.5.9
C. 8.9
D. 10.2
9. 某玻璃电极的内阻为100M?,响应斜率为50mV/pH ,测量时通过电池回路的电流为1.0?10-12A ,由此产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH 单位。 [ D ]
A. 2
B. 0.2
C. 0.02
D. 0.002
10. 有两支性能完全相同的氟电极,分别插入体积为25mL 的含氟试液和体积为50mL 的空白溶液中(两溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液),两溶液间用盐桥连接,测量此电池的电动势,向空白溶液中滴加浓度为1.0?10-4 mol.L -1的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为
5.27mL ,则试液中氟离子含量为( )mg.L -1。 [ A ]
A. 0.18
B. 0.36
C. 0.54
D. 0.72
二、解释下列名词 (3分?3=9分)
1. 不对称电位
敏感膜内外表面结构和性质的差异,如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。
2. 碱差
当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na +浓度较高的溶液时,玻璃膜除对H +响应,也同时对其它离子如Na +响应,因此测得的pH 比实际数值偏低,这种现象称为碱差。
3. 电位选择性系数
在相同条件下,当被测离子i 与共存干扰离子j 提供相同的膜电位时,被测离子i 与共存干扰离子j 的活度比称为干扰离子j 对被测离子i 的电位选择性系数(K i,j )。
三、简答题 (6分?4+11分=35分)
1. 全固态Ag 2S 电极比普通离子接触型Ag 2S 电极有什么优越性?
① 消除了压力和温度对含内部溶液的电极所加的限制。 (2分)
② 制作容易 (2分)
③ 电极可任意方向倒置使用。 (2分)
2. 用电位法测定溶液的pH 时,为什么必须使用标准缓冲溶液?
测量电极组成为:左 pH 玻璃电极‖饱和甘汞电极 右
(2分)
由于K 中包含不对称电位,无法准确测定,所以必须使用标准缓冲溶液,通过测量电动势后,
求出K 后,再应用于测定。 (4分)
3. 以pH 玻璃电极为例简述膜电位的形成机理。
当一个处理好的pH 玻璃电极插入被测试液中时,被H +占有交换点位的水化胶层与被测试液接触时,由于他们的H +活(浓)度不同就会发生扩散(1分),即:当溶液中的H +活(浓)度大于水化胶层中的H +活(浓)度时,则H +从溶液进入水化胶层;反之,则H +由水化胶层进入溶液(2分)。H +的扩散破坏了膜外表面与试液间两相界面的电荷分布,从而产生电位差。同样,玻璃内表面与内参比溶液接触的结果一样,也产生电位差(2分),这样,内外界面形成双电层结构,都产生电位差,但方向相反(1分)。这个电位差称为膜电位。
4. 总离子强度调节缓冲液(Total Ionic Strength Adjustment Buffer, 缩写TISAB)一般由什么组成?它有什
么作用?举例说明。
一般由中性电解质、掩蔽剂和缓冲溶液组成。
作用:(1) 中性电解质:保持试液和标准溶液有相同的总离子强度。 (1分)
(2) 掩蔽剂:掩蔽干扰离子。 (1分)
(3) 缓冲溶液:控制溶液的pH 值。 (1分)
例如:氟电极的TISAB 由氯化钠、柠檬酸钠和HAc-NaAc 缓冲溶液组成。
氯化钠:保持溶液总离子强度恒定。 (1分)
柠檬酸钠:掩蔽Fe 3+、Al 3+等干扰离子。 (1分)
HAc-NaAc 缓冲溶液:控制pH 在5.0~6.0之间。 (1分)
5. 以CO 2气敏电极为例说明气敏电极的响应机理。
气敏电极的响应机理包括两个过程:
(1) 被测气体透过透气膜进入中介溶液,并与中介溶液中的某一组分发生化学反应,产生能被指示电极(离子选择性电极)响应的离子或改变响应离子的活度。 (6分)
(2) 指示电极测量中介溶液中产生的响应离子或响应离子活度的变化,从而求得试液中被测气体的分压(含量)。 (5分)
CO 2气敏电极插入试液中后,发生下列平衡: (2分)
进入中介溶液的CO 2与H 2O 发生下列反应: (2分)
总平衡为:
pH
059.0pH
059.0)pH 059.0SCE SCE SCE +=+-=--=-=-=K E K E K E E E E E E E 电池电池玻璃
左右电池(
第5章伏安分析
第五章伏安分析法 一、判断题(对的内打√, 错的打×) 1、极谱分析中电级的特殊性表现在电解过程中使用的电极都是极化电极,其中一支是面积很小的滴汞电极和另一支面积很大的饱和甘汞电极。(×) 2、电容电流又叫充电电流,它是由电极反应产生的,所以又称之为法拉第电流。(×) 3、在电位分析中,是在通过的电流接近于零的条件下,测量指示电极的平衡电位;而在极谱或伏安分析中,工作电极是有电流通过的。(√) 4、残余电流包括充电电流和微量杂质的还原所产生的电流,而充电电流的大小只约为10-7A数量级,因此其对极谱和伏安分析的灵敏度影响不大。(×) 5、极谱分析中,电解电流的大小主要决定于离子由溶液本体到达电极表面的扩散运动所控制。(√) 6、消除极谱极大现象的方法是在溶液中加入Na2SO4或抗坏血酸等物质。(×) 7、极谱波可以分为可逆波和不可逆波,可逆波是指在相同的测定条件下,其还原波与氧化波的半波电位相同。(√) 二、选择题 1、极谱波形成的根本原因为(C) A、汞滴表面的不断更新 B、溶液中的被测物质向电极表面扩散 C、电极表面附近产生浓差极化 D、电化学极化的存在 2、极谱分析是特殊条件下进行的电解分析,其特殊性表现在(D) A、使用了两支性能相反的电极,溶液静止 B、试液浓度越小越好 C、通过电解池的电流很小,加有大量电解质 D、A+C 3、极谱法使用的指示电极是( C) A、玻璃碳电极 B、铂微电极 C、滴汞电极 D、饱和甘汞电极 4、恒电位电解时,为减小浓差极化,下列措施不正确的是(D) A、增大工作电极面积或减小电流密度 B、提高溶液的温度 C、加强机械搅拌 D、减小溶液的浓度 5、极谱分析的电解池由三部分组成,即滴汞电极,饱和甘汞电极与铂丝辅助电极,这是为了( A)
第十四章 电位分析法
第十四章电位分析法 14-1 电位分析法可以分成哪两种类型?依据的定量原理是否一样?它们各有何特点? 答:(1)电位分析法分为电位法和电位滴定法。 (2)两者依据的定量原理不一样。 电位法一般使用专用的指示电极,把被测离子的活(浓)度通过毫伏电位计显示为电位(或电动势)读数,由Nersnst方程求算其活(浓)度,也可把电位计设计为有专用的控制档,能直接显示出活度相关值,如Ph,由Nersnst方程求算其活(浓)度。 电位滴定法利用电极电位在化学计量点附近的突变来确定滴定终点,被测物质含量的求法依赖于物质相互反应量的关系。 (3)电位法和电位滴定法一样,以指示电极、参比电极及组成测量电池,所不同的是电位滴定法要加滴定剂于测量电池溶液里。电位滴定法准确度和精度高,应用范围广,且计量点和终点选在重合位置,不存在终点误差。 14-2 画出氟离子选择电极的基本结构图,并指出各部分的名称。 答:见课本P367。 14-3为什么说ISFET电极具有大的发展潜力? 答:场效应晶体管电极是一种微电子敏感元件及制造技术与离子选择电极制作及测量方法相结合的高技术电分析方法。它既有离子选择电极对敏感离子响应的特性,又保留场效应晶体管的性能,故是一种有发展潜力的电极方法。 14-4何谓pH玻璃电极的实用定义?如何测量pH? 答:pH玻璃电极的实用定义为: pHx=pHs+[(Ex-Es)F]/RTln10 测量pH的方法: 选定一种标准缓冲溶液,其pH值为已知,测得其电动势为Es,在相同测量条件下测得待测溶液的电动势Ex,通过上式即可求出待测溶液的pH值. 14-5何谓ISE的电位选择系数?写出有干扰离子存在下的Nernst方程表达式? 答:在同一敏感膜上,可以有多种离子同时进行不同程度的响应,因此膜电极的响应并没有绝对的专一性,而只有相对的选择性,电极对各种离子的选择性,用电位选择性系数表示,表征了共存离子对响应离子的干扰程度。 有干扰离子存在下的Nernst方程表达式为: Em=常数+RT/nF ln(a A+KA,B) 14-6 电位滴定的终点确定哪几种方法? 答:电位滴定的终点确定有三种方法: 1)E-V曲线法:电位对滴定体积的曲线,曲线的转折点所对应的滴 定体积为化学计量点的体积。常以电位突跃的“中点”为滴定终 点,其对应的体积为终点时的滴定体积。 2)△E/△V-V曲线法:称为一次微分曲线,其极大值对应的体积为 化学计量点的滴定体积。 3)△2E/△V2-V曲线法:称为二次微分曲线,其值为0时,对应于化 学计量点的体积。
2014-第七章-电位分析法--作业答案
第七章 电位分析法 作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分?10=20分) 1. pH 玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。 [ D ] A. 只有Na + B. 只有H + C. 只有OH - D. Na +和H + 2. 测定溶液中CO 2气体的气敏电极,其中介溶液中的平衡离子是( )。 [ D ] A. Cl - B. SO 42- C. NO 3- D. HCO 3- 3. 氟电极的主要干扰离子是( )。 [ B ] A. Cl - B. OH - C. NO 3- D. SO 42- 4. 氟电极的最佳pH 测量范围为5~ 5.5,当测量pH 较大时,其测量结果将比实际值( )。 [ A ] A. 偏高 B. 偏低 C. 不影响 D. 不能判断 5. 一种氟电极对OH -的选择系数为0.10,如允许误差为5%,那么在1.0??10-2mol.L -1的F -溶液中,能允许的OH -应小于( )mol.L -1。 [ B ] A. 5×10-2 B. 5×10-3 C. 5×10-4 D. 5×10-5 6. 某钠电极,其选择性系数30H ,Na =++K ,欲用此电极测定pNa=3的Na +溶液,并要求测量误差小于3.0%, 则试液pH 必须大于( )。 [ B ] A. 3.0 B. 6.0 C. 9.0 D.10 7. 以pH 玻璃电极做指示电极,用0.200 mol.L -1 KOH 溶液滴定0.0200 mol.L -1苯甲酸溶液;从滴定曲线上求得终点时溶液的pH 为8.22,二分之一终点时溶液的pH 为4.18,则苯甲酸的解离常数为( )。 [ B ] A. 6.2?10-5 B. 6.6?10-5 C. 7.2?10-5 D. 8.2?10-5 8. 常温、常压下,当试液中二价响应离子的活度增加一倍时,该离子电极电位变化的理论值是( )mV 。 [ C ] A. 2.8 B.5.9 C. 8.9 D. 10.2 9. 某玻璃电极的内阻为100M?,响应斜率为50mV/pH ,测量时通过电池回路的电流为1.0?10-12A ,由此产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH 单位。 [ D ] A. 2 B. 0.2 C. 0.02 D. 0.002 10. 有两支性能完全相同的氟电极,分别插入体积为25mL 的含氟试液和体积为50mL 的空白溶液中(两溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液),两溶液间用盐桥连接,测量此电池的电动势,向空白溶液中滴加浓度为1.0?10-4 mol.L -1的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为 5.27mL ,则试液中氟离子含量为( )mg.L -1。 [ A ] A. 0.18 B. 0.36 C. 0.54 D. 0.72 二、解释下列名词 (3分?3=9分) 1. 不对称电位 敏感膜内外表面结构和性质的差异,如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。 2. 碱差 当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na +浓度较高的溶液时,玻璃膜除对H +响应,也同时对其它离子如Na +响应,因此测得的pH 比实际数值偏低,这种现象称为碱差。 3. 电位选择性系数
第四章电化学与电位分析法
第四章 电化学与电位分析法 一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成?如何表达电池的图示式?电池的图示式有那些规定? 2.电池的阳极和阴极,正极和负极是怎样定义的?阳极就是正极,阴极就是负极的说法对吗?为什么? 3.电池中"盐桥"的作用是什么?盐桥中的电解质溶液应有什么要求? 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示?应注意什么问题?何谓式量电位?如何表示? 5.电极有几种类型?各种类型电极的电极电位如何表示? 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极? 7.何谓电极的极化?产生电极极化的原因有哪些?极化过电位如何表示? 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应,计算电动势。这些电池是原电池还是电解池?极性为何?(设T 为25℃,活度系数均为1) (1)Pt│Cr 3+(1.0×10-4mol·L -1),Cr 2+(0.10mol·L -1)‖Pb 2+(8.0× 10-2mol·L -1)│Pb 已知: 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ+++=-=- 已知: 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++== (3)Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L -1)‖HClO 4(0.100mol·L -1 )│Cl 2(50663Pa),Pt 已知: 22//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ +-== (4)Bi│BiO +(8.0×10-2mol·L -1),H +(1.00×10-2mol·L -1)‖I-(0.100mol·L -1),AgI(饱和)│Ag 已知: 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么?它可以分成哪两类分析方法?它们各有何特点? 10.以氟离子选择性电极为例,画出离子选择电极的基本结构图,并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵
2014-第七章-电位分析法--作业标准答案
第七章电位分析法作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分?10=20分) 1. pH玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。[ D ] A. 只有Na+ B. 只有H+ C. 只有OH- D. Na+和H+ 2. 测定溶液中CO2气体的气敏电极,其中介溶液中的平衡离子是( )。[ D ] A. Cl- B. SO42- C. NO3- D. HCO3- 3. 氟电极的主要干扰离子是( )。[ B ] A. Cl- B. OH- C. NO3- D. SO42- 4. 氟电极的最佳pH测量范围为5~ 5.5,当测量pH较大时,其测量结果将比实际值( )。[ A ] A. 偏高 B. 偏低 C. 不影响 D. 不能判断 5. 一种氟电极对OH-的选择系数为0.10,如允许误差为5%,那么在1.0??10-2mol.L-1的F-溶液中,能允许 的OH-应小于( )mol.L-1。[ B ] A. 5×10-2 B. 5×10-3 C. 5×10-4 D. 5×10-5 6. 某钠电极,其选择性系数,欲用此电极测定pNa=3的Na+溶液,并要求测量误差小于3.0%,则试液pH 必须大于( )。[ B ] A. 3.0 B. 6.0 C. 9.0 D.10 7. 以pH玻璃电极做指示电极,用0.200 mol.L-1 KOH溶液滴定0.0200 mol.L-1苯甲酸溶液;从滴定曲线上 求得终点时溶液的pH为8.22,二分之一终点时溶液的pH为4.18,则苯甲酸的解离常数为( )。 [ B ] A. 6.2?10-5 B. 6.6?10-5 C. 7.2?10-5 D. 8.2?10-5 8. 常温、常压下,当试液中二价响应离子的活度增加一倍时,该离子电极电位变化的理论值是( )mV。 [ C ] A. 2.8 B.5.9 C. 8.9 D. 10.2 9. 某玻璃电极的内阻为100M?,响应斜率为50mV/pH,测量时通过电池回路的电流为1.0?10-12A,由此 产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH单位。[ D ] A. 2 B. 0.2 C. 0.02 D. 0.002 10. 有两支性能完全相同的氟电极,分别插入体积为25mL的含氟试液和体积为50mL的空白溶液中(两 溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液),两溶液间用盐桥连接,测量此电池的电动势,向空白溶液中滴加浓度为1.0?10-4 mol.L-1的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为 5.27mL,则试液中氟离子含量为( )mg.L-1。[ A ] A. 0.18 B. 0.36 C. 0.54 D. 0.72 二、解释下列名词(3分?3=9分) 1. 不对称电位 敏感膜内外表面结构和性质的差异,如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。 2. 碱差 当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na+浓度较高的溶液时,玻璃膜除对H+响应,也同时对其它离子如Na+响应,因此测得的pH比实际数值偏低,这种现象称为碱差。 3. 电位选择性系数 在相同条件下,当被测离子i与共存干扰离子j提供相同的膜电位时,被测离子i与共存干扰离子j的活度比称为干扰离子j对被测离子i的电位选择性系数(K i,j)。