举例说明直接电位法和电位滴定法在环境分析中的应用ppt课件

,举例说明直接电位法和电位滴定法 在环境分析中的应用,1,用直接电位法测水中氟离子的含量,用电位滴定法测水中氯离子的含量,2,直接电位法：,是通过测量电池电动势来确定指示电极的电位，然后根据Nernst方程由所测得的电极电位值计算出被测物质的含量。直接电位法是电位分析法的一种。 直接电位法 根据测得的点位数值来确定被测离子浓度。,3,直接电位法特点：,1、准确度较高 2、灵敏度较好 3、选择性较好 4、应用广泛 5、仪器设备简单，用于实现自动化。,4,离子活度计,磁力搅拌器,5,实验：,1、 原理 将氟离子选择电极和外参比电极（如甘汞电极）浸入欲测含氟溶液，构成原电池。该原电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系，故通过测量电极与已知F浓度溶液组成的原电池电动势和电极与待测F-浓度溶液组成原电池的电动势，即可计算出待测水样中F浓度。常用定量方法是标准曲线法和标准加入法。 对于污染严重的生活污水和工业废水，以及含氟硼酸盐的水样均要进行蒸馏。,6,标准加入法： 取10mL水样于100mL干燥烧杯中，加入25.00mL总离子强度调节缓冲溶液，测定其电位值，然后逐次向烧杯中加入0.5mL氟标准溶液（10ug/mL），共加四次，每加一次，记录其电位值。在专用反对数图纸上绘制关系曲线，求得直线与VS的交点，用公式CX=-(CS*V)/VX计算出水样中氟的含量（以PPm表示）。其中CS为标液的浓度，Vs为标液体积，VX为总体积35ml.,7,氟离子的测定方法：,氟离子选择电极法，氟试剂比色法，茜素磺酸锆比色法和硝酸钍滴定法。 电极法选择性好，适用范围宽，水样浑浊，有颜色均可测定，测量范围为0.05-1900 mg/L，而且操作简便，干扰因素少，是公认的有效的方法。 比色法适用于含氟较低的样品，氟试剂法可以测定0.05-1.8mg/L；茜素磺酸锆比色法可以测定0.1-2.5 mg/L（F）。氟化物含量大于5 mg/L时可以用硝酸钍滴定法。,8,利用指示电极电位的突跃来指示滴定终点的容量分析方法。 在被测溶液中插入一个指示电极和一个参比电极，两个电极都与电位计相连，参比电极的电位（势）保持不变，指示电极的电位随着被测离子浓度的变化而改变，在滴定终点附近发生突跃，指示已经到达终点。,电位滴定法：,和直接电位法相比，电位滴定法不需要准确的测量电极电位值，因此，温度、液体接界电位的影响并不重要，其准确度优于直接电位法 。,9,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，配合滴定和沉淀滴定。酸碱滴定时使用PH玻璃电极为指示电极，在氧化还原滴定中，可以从铂电极作指示电极。在配合滴定中，若用EDTA作滴定剂，可以用汞电极作指示电极，在沉淀滴定中，若用硝酸银滴定卤素离子，可以用银电极作指示电极。在滴定过程中，随着滴定剂的不断加入，电极电位E不断发生变化，电极电位发生突跃时，说明滴定到达终点。用微分曲线比普通滴定曲线更容易确定滴定终点。 如果使用自动电位滴定仪，在滴定过程中可以自动绘出滴定曲线，自动找出滴定终点，自动给出体积，滴定快捷方便。,10,氯离子是水和废水中最为常见的一种阴离子，过高浓度的氯离子含量会造成饮水苦咸味、土壤盐碱化、管道腐蚀、植物生长困难，并危害人体健康。 氯离子长期在循环水中1000 mg/L有极高的极性促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀。,11,用电位滴定法测定水中氯离子含量,原理 利用滴定分析中化学计量点附近的突跃，以一对适当的电极对监测滴定过程中的电位变化，从而确定滴定终点，并由此求得待测组分的含量的方法称为电位滴定法。本实验根据Nerst方程E = E- RT/nF lgCCl- ,滴定过程中， Cl- + Ag+ = AgCl，使得氯离子浓度降低，电位发生改变，接近化学计量点时，氯离子浓度发生突变，电位相应发生突变，而后继续加入滴定剂，溶液电位变化幅度减缓。以突变时滴定剂的消耗体积（mL）来确定滴定终点（AgNO3标准溶液的体积）。,12,实验内容和步骤 1、 0.05molL-1AgNO3标准溶液的标定 准确移取0.05mol.L-1NaCl标准溶液10.00mL于烧杯，加蒸馏水20mL，KNO3固2g，搅拌均匀。 开启酸度计，开关调在mv位置，加入滴定剂，记录溶液电位随滴定剂的体积变化情况。 随着AgNO3标准溶液的滴入，电位读数变化，至一定量后，电位读数变化较大，则预示临近终点，此时应逐滴加入AgNO3标准溶液（0.5-0.2mL），并记录电位变化，直至继续加入AgNO3标准溶液后电位变化不再明显为止。做E(mv)-V(mL)曲线，求得终点时所消耗AgNO3标准溶液的确切体积。 2、水中氯离子含量的测定 准确移取水样10.00mL于烧杯中，加蒸馏水20mL，KNO3固体2g，搅拌均匀。加入滴定剂，记录溶液电位随滴定剂的体积变化情况。同标定的步骤，做E(mv)-V(mL)曲线，求出与水样中氯离子反应至终点所消耗的AgNO3标准溶液的确切体积,13,注意事项： 1、参比电极所装电解液应为饱和KNO3溶液。 2、甘汞电极比银电极略低些，有利于提高灵敏度。 3、读数应在相对稳定后再读数，若数据一直变化，可考虑读数时降低转子的转数。,14,水中氯离子测定方法：,（一）邻联甲苯胺比色法（OT法） ： 1应用范围 .本法适用于测定生活饮用水及其水源水的总余氯及游离性余氯。 .本法最低检测浓度为0.01mg/l余氯。 2原理 在pH值小于1.3的酸性溶液中，余氯与邻联甲苯胺反应，生成黄色的醌式化合物，用目视法进行比色定量，还可用重铬酸钾-铬酸钾溶液配制的永久性余氯标准溶液进行目视比色。 3干扰影响 水中含有悬浮性物质干扰时测定，可用离心法去除。其它干扰物质的最高允许含量如下：高铁，0.2mg/l;四价锰，0.01mg/l;亚硝酸盐，0.2mg/l。,15,（二）在线式电化学分析余氯仪,原电池原理 在原电池中，通过测试其中的电流能检测出离子浓度的变化。瓶中的电流与氯离子浓度的变化成一定比例。 原电池中的阴极为金属金。当溶液中存在次氯酸（或次氯酸离子）时，阴电极发生化学反应，产生氯离子。 HOCl + 2e- Cl- +OH- 阳极为金属铜，当电极发生反应时，氧化产物保留在阳极上。这时，磨蚀机（清洁球不断搅拌）会配合着去除金属表面的氧化产物。 原电池中的电流受pH值变化的影响大。在pH4.0-4.5时瓶中电流很稳定。因此，用pH缓冲液来稳定电流。如果以CO2为缓冲液，pH值可调到5.5-6.0。加KI时，反应生成的总游离碘相当于参加反应的总余氯，从而测定总余氯。,16,（三）便携式DPD余氯测定仪,原理 水样中不含碘化物离子时，游离性有效氯立即与DPD试剂反应产生红色，加入碘离子则起催化作用，使化合氯也与试剂反应显色。分别测定其吸光度，得游离氯和总氯，总氯减去游离氯得化合氯。 应用范围 .本法适用于分别测定生活饮用水、水源水、废水及海水的游离余氯、总余氯及化合性余氯。 .水样有色或浑浊，可作空白调零以抵消其影响。 .本法最高检测浓度为4.5mg/l有效氯。,17,谢谢！,18,