仪器分析实验讲义稿子(7)

R＝ρ（L/A） 其中：ρ－电阻率；

L－两电极间距离； A－电极面积；

R的倒数为电导L，ρ的倒数为电导率K。

L=K(A/L)

一般用θ＝L/A作为电导池常数，国产DDS－11A型电导率仪，能进行电极常数的校正。其他型号仪器需计算校正。

电极常数可通过测量电极在一定浓度KCl溶液（标准溶液）的电导来求得。因为K/L，K(电导率)为一定温度下KCl溶液的电导率，的电导，故可求出θ。 [仪器与试剂]

DDS—11A型电导率仪；电导电极；

KCl标准溶液：准确称取预先在烘箱中已烘干的容量瓶中，用高纯度水配成0.1000 mol/L KCl标准溶液。水样：高纯水、普通去离子水、自来水。 [实验步骤]

1、按DDS—11A型电导率仪使用说明调整仪器，将电极和容器用被测溶液洗然后将电极插入溶液中，将电导仪旋扭拨到―测量‖出表上读数，分别测出各种水的电导率，并比较它们的纯度。2、电导池常数的校正

DDS—11A型电导率仪所附配套电极，出厂时均注明其电极常数，验进行校正。

准确吸取0.1000 mol/L的KCl溶液10.00 mL配成0.0100 mol/L 和0.0200 mol/L 的KCl标准溶液，再将出厂时已注明电极常数的电极放在此溶液中（此溶液的电导率可由手册查出）。将仪器开关拨到使表头指示为查出值，然后将开关④回到校正，不动开关⑤，满度。此时，电极常数调节器所示数值，应为电极的电极常数。[结果与讨论]

1、根据测量结果，由下列经验公式分别计算出各种水的含盐量。总盐量（mg/L）?0.72K18

K18?Kt1??(t?18C0)

式中：K18：18℃时水样的电导率（μs/cm）；0.72是经验常数；温度常数2、根据三种水的电导率，比较其纯度。

KCl（保证试剂） 20.00 mL，L为同实验条件下测出0.7455 g，置于我们可以通过以下实100 mL‖档，调整校正调节器， α≈0.022。θ＝100 mL2～3次，可从手册中查出，，量程选择开关逐档下降到适当位置，读

和分别置于容量瓶中，―测量调节电极常数调节器，使表头 3、电极常数的校正。

KCl溶液的浓度 原电极的常数 校正后的电极常数 [思考题]

1、电导和电导率有什么不同，本实验所用仪器测出的是什么？ 0.0100 mol/L 0.0200 mol/L 2、电导池常数决定于什么？ 3、电导法在应用中有哪些局限性？

实验十五* 氟离子选择电极测定水中的微量氟[目的要求]

1、了解用F－

离子选择电极测定水中微量氟的原理和方法。2、了解总离子强度调节缓冲溶液的组成和作用。3、掌握用标准曲线法测定水中微量[基本原理]

离子选择电极的分析方法较多，基本的方法是工作曲线法和标准加入法。F－

浓度的方法与测pH值的方法相似。以氟离子选择电极为指示电极，插入溶液中组成电池，电池的电动势E E?K?2.303RTFlg?F 式中K值为包括内外参比电极的电位，液接电位等的常数。通过测量电池电动势可以测定F－

离子的活度。当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则

E?K??2.303RTFlgcF E与F－

离子的浓度CF－的对数值成直线关系。因此，为了测定准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的惰性电解质作总离子强度调节缓冲溶液，们的总离子强度相同。氟离子选择电极适用的范围很宽，当范围内时，氟电极电位与pF（F－

离子浓度的负对数）成直线关系。因此可用标准曲线法或标准加入法进行测定。

应该注意的是，因为直接电位法测得的是该体系平衡时的离子有响应。在酸性溶液中，H＋

离子与部分度。在碱性溶液中LaF－

3薄膜与OH离子发生交换作用而使溶液中液的酸度对测定有影响，氟电极适宜测定的[仪器与试剂]

仪器：25型酸度计；E-1型氟离子选择电极； F－

的方法。 甘汞电极为参比电极，F－

离子的活度的对数值成直线关系：F－

离子的浓度，常在标F－

离子的浓度在F－

，因而氟电极只对游离F－

离子形成HF或HF－

2，会降低F－

离子浓度增加。pH范围为5~7。 232型甘汞电极；电磁搅拌器。 使它－

6 mol/L

F

－

F－

离子的浓因此溶

用氟电极测定在一定条件下与1~10试剂：（1）100 μg/mL氟标准溶液：准确称取在120℃干燥2小时并冷却的分析纯NaF 0.221 g，溶于去离子水中，转入1000 mL容量瓶中稀释至刻度，储于聚乙烯瓶中。

（2）10.0 μg/mL氟标准溶液：吸取100 μg/mL氟标准溶液10.0 mL用去离子水稀释成100 mL即可。

（3）总离子强度调节缓冲溶液：于1000 mL烧杯中加入500 mL去离子水和57 mL冰醋酸，58 g NaCl、12 g柠檬酸钠（Na3C5H5O7。2H2O），搅拌使之溶解，将烧杯放在冷水浴中，缓缓加入6 mol/L NaOH溶液，直至pH在5.0~5.5之间（约125 mL，用pH计检查）。冷至室温，转入1000 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。[实验步骤] 标准曲线法

1、吸取1 mL 10 μg/mL氟标准溶液0.00 、1.00 入50 mL容量瓶中，加入0.1％溴甲酚绿溶液1滴，加再加入HNO3溶液至恰变黄色。加入总离子强度缓冲溶液摇匀，即得F－

离子溶液的标准系列。

2、将标准系列溶液由低浓度到高浓度依次转入塑料烧杯中，插入氟电极和参比电极，在电磁拌器上搅拌4 min，停止搅拌半分钟，开始读取平衡电位，然后每隔半分钟读一次，直至3 min内不变为止。

3、在半对数坐标纸上作mV－[F－

]图，或在普通坐标纸上作线。

4、吸取含氟水样25 mL于50 mL容量瓶中，加入NaOH使溶液由黄变蓝，再加1 mol/L HNO3溶液至由兰恰变黄色。加入总离子强度调节缓冲液10 mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。在与标准曲线相同的条件下测定电位。从标准曲线上查出F－

离子浓度。再计算水样中F－

离子的浓度。[思考题]

1、氟电极测定F－

离子的原理是什么？

2、用氟电极测得的是F－

浓度还是活度？如果要测定3、总离子强度调节缓冲溶液包含哪些组分？各组分的作用怎样？

实验十六 库仑滴定法测定微量砷

[目的要求]

1、了解恒电流库仑法的基本原理。 2、掌握库仑滴定的基本原理和实验操作。 3、学习恒电流库仑滴定中终点指示法。

3.00、5.00、7.00、9.00 mL。分别放2 mol/L NaOH溶液至溶液由黄变蓝。10 mL，用去离子水稀释至刻度，mV－pH图，即得标准曲0.1％溴甲酚绿溶液1滴，加2 mol/L F－

离子的浓度，应该怎么办？

、[基本原理]

库仑滴定法是建立在控制电流电解过程基础上的一种相当准确而灵敏的分析方法，可用于微量分析及痕量物质的测定。与待测物质起定量反应的―滴定剂‖由恒电流电解在试液内部产生。库仑滴定终点借指示剂或电化学方法指示。按法拉第定律算出反应中消耗―滴定剂‖的量，从而计算出砷的含量。

本实验用双铂片电极在恒定电流下进行电解，在铂阳极上KI中的I可以氧化成I2。 －

在阳极 2I－

→I2＋2e 在阴极 2H＋

＋2e→H2↑

在阳极上析出的I2是个氧化剂，可以氧化溶液中的As(III)，此化学反应为：I2＋AsO－

－

－

＋33＋H2O → AsO43＋2I＋2H

滴定终点可以用淀粉的方法指示，即产生过量的碘时，能使有淀粉的溶液出现蓝色。可用电流—上升的方法（死停法），即终点出现电流的突跃。

滴定中所消耗I2的量，可以从电解析出I2所消耗的电量来计算，电量恒定电流I和电解时间t来求得：Q＝I×t （安培×秒）

本实验中，电量可以从KLT-1型通用库仑仪的数码管上直接读出。

砷的含量可由下式求得： W?i?t?MQ96500n??M96500n

式中M为砷的原子量74.92，n为砷的电子转移数。

I－

2与AsO33的反应是可逆的，当酸度在4 mol/L以上时，反应定量向左进行，氧化I－

；当pH>9时，I2发生岐化反应，从而影响反应的计量关系。故在本实验中采用NaH2PO4-NaOH缓冲体系来维持电解液的pH在7~8之间，使反应定量地向右进行。即定量的氧化H－

3AsO3。水中溶解的氧也可以氧化I为I2，从而使结果偏低。故在标准度要求较高的滴定中，须要采取除氧措施。为了避免阴极上产生的H2的还原作用，应当采用隔离装置。 [仪器与试剂]

KLT-1型通用库仑仪；10 mL量筒；0.5 mL、5 mL移液管

试剂：（1）磷酸缓冲溶液：称取7.8 g NaH2PO4·2H2O和2 g NaOH，用去离子水溶解并稀释至250 mL（0.2 mol/L NaH2PO4 ； 0.2 mol/L NaOH）。

（2）0.2 mol/L 碘化钾溶液：称取8.3 g KI，溶于250 mL去离子水中即得。（3）砷标准溶液：准确称取0.6600 g As2O3，以少量去离子水润湿，加入溶解，稀释至80~90 mL。用少量H3PO4中和至溶液近于pH 7，然后转移至中稀释至刻度，摇匀。此溶液浓度为砷5.00 mg/mL，使用时可进一步稀至[实验步骤]

1、调好通用库仑仪；

2、开启电源开关预热半个小时；

也Q可以由电解时即H2AsO4

I2

NaOH溶液搅拌100 mL容量瓶500 μg/mL。 3、取10 mL 0.2 mol/L KI，10 mL 0.2 mol/L 磷酸缓冲溶液，放于电解池中，加入20 mL蒸馏水，加入含砷水样5.00 mL，将电极全部浸没在溶液中。

4、终点指示选择电流—上升

5．按下电解按钮，灯灭，开始电解。数码管上开始记录毫库仑数。 6、电解完毕后，记下所消耗的毫库仑数。

7、再在此电解液中加入5.00 mL含砷水样，再做一次电解得到第二个毫库仑数，如此重复4次，得到4个毫库仑数。

8、舍去第一次的数据，取后三个的平均值，计算水样中的As2O3 mg/mL [数据处理]

[思考题]

1、0.1安培电流通过氰化亚铜溶液的电流效率。2、库仑滴定的基本要求是什么？双铂电极为什么能指示终点？

[目的要求]

1、了解单扫示波极谱的原理及其特点；2、初步掌握3、用络合吸附波测定铅。[基本原理]

单扫描示波极谱的原理，上，施加一随时间作直线变化的电压（称扫描电压）线。所不同的是单扫描示波极谱是一滴汞的生长后期以速度非常快，（普通极谱则一般为极上迅速地还原，体中的可还原物质又来不及扩散到电极，As量。以As mg/mL，或 电 解 次 数 样 品 量 电 解 电 流 库 仑 数 1 2 3 4 2小时，在阴极上析出0.4500 g铜，试求此电解池 实验十七

示波极谱测定铅

JP-2型示波极谱仪的使用方法； 与普通极谱基本相似，是在含有被测离子的电解池的两个电极，在示波器的荧光屏上显示电流电压曲0.25 V·S

－1

的速度扫描，由于扫描的

0.2 V·min-1），达到可还原物质的分解电压时，该物质在电产生很大的电流。由于可还原物质在电极附近的浓度急剧下降，而溶液本因此，电流迅速下降，直到电极反应速度与扩散速

表示。

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