材料化學(xué)分析 教學(xué)PPT課件
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項(xiàng)目六 儀器分析材料化學(xué)分析任務(wù)一比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量任務(wù)二比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量目錄/CONTENTS任務(wù)三電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量任務(wù)四電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量任務(wù)五氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量任務(wù)一通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生能說(shuō)出吸光光度標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵的原理及試驗(yàn)步驟通過(guò)操作訓(xùn)練,學(xué)生能完成比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量操作,并具有一定的準(zhǔn)確度與精密度,完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教室學(xué)習(xí)比色分析的意義標(biāo)準(zhǔn)曲線法的測(cè)定方法,會(huì)數(shù)據(jù)處理,在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)測(cè)定要求測(cè)定的注意事項(xiàng),并完成分光光度標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定鐵含量的操作,完成測(cè)定結(jié)果的計(jì)算使學(xué)生具備根據(jù)任務(wù)書要求規(guī)范完成測(cè)定的能力任務(wù)描述比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量4一、吸光光度法比色分析是基于溶液對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的一種分析方法,又稱吸光光度法許多物質(zhì)本身具有明顯的顏色,如K2Cr2O7溶液呈橙色,KMnO4溶液呈紫紅色另外,有些物質(zhì)雖無(wú)顏色,或者顏色不明顯,可是當(dāng)它們與某些化學(xué)試劑反應(yīng)后,則可生成具有明顯顏色的物質(zhì)例如,Fe3+離子與一定量的KSCN試劑反應(yīng),生成的Fe(SCN)63-配離子具有血紅色;在水中呈淺藍(lán)色的Cu2+與氨水反應(yīng),則形成深藍(lán)色的Cu(NH3)42+配離子等這些有色溶液顏色的深淺與濃度有關(guān)溶液濃度改變時(shí),溶液顏色的深淺也就隨著改變?nèi)芤河鷿?顏色愈深;溶液愈稀,顏色愈淺因此不難想到,可以利用比較顏色的深淺,來(lái)測(cè)定溶液中有色物質(zhì)的濃度例如,當(dāng)兩個(gè)含有相同有色物質(zhì)的溶液,在相同條件下,顏色深淺相同時(shí),則此兩個(gè)溶液中該種有色物質(zhì)的濃度必定相等如果其中一個(gè)是已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,則另一個(gè)未知溶液的濃度就可以確定通俗地說(shuō),比較溶液顏色的深淺來(lái)測(cè)定溶液中被測(cè)組分含量的分析方法,稱為比色分析法比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量5二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收自然界的物質(zhì)在太陽(yáng)光的照射下,可以呈現(xiàn)出不同的顏色但如果把它們放置于黑暗處,則什么顏色也看不到了可見物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色與光有著密切的關(guān)系人眼所能看見的有顏色的光叫做可見光,其波長(zhǎng)范圍大約在400760nm之間(1m=106m=109nm=1010A)其他波長(zhǎng)的光可統(tǒng)稱為不可見光,其中包括紫外光(10400nm)和紅外光(780nm300m)所謂白光(日光白熾燈光日光燈光)是由各種不同顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合而成如果讓一束白光通過(guò)三棱鏡,就分解為紅橙黃綠青藍(lán)紫七種顏色的光每種顏色的光都具有一定的波長(zhǎng)范圍理論上將具有同一波長(zhǎng)的光稱為單色光,由不同波長(zhǎng)組成的光稱為復(fù)合光簡(jiǎn)單地說(shuō)只具有一種顏色的光叫做單色光,而由幾種單色光混合而成的光稱為復(fù)合光,把復(fù)合光分解成單色光的現(xiàn)象,叫做光的色散比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量6二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收實(shí)驗(yàn)證明,不僅七種單色光可以混合成白光,如果把適當(dāng)顏色的兩種單色光按一定的強(qiáng)度的比例混合,也可以成為白光這兩種單色光就叫做互補(bǔ)色光圖62中處于直線關(guān)系的兩種單色光互為補(bǔ)色,如綠光和紫光互補(bǔ)藍(lán)光和黃光互補(bǔ)等物質(zhì)的顏色是因物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收作用而產(chǎn)生的物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補(bǔ)關(guān)系互補(bǔ)色光示意圖比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量7三、吸光光度法的特點(diǎn)比色分析法和分光光度法測(cè)定物質(zhì)的濃度下限(最低濃度)一般可達(dá)10-510-6mol/L,相當(dāng)于含量10-310-4%的微量組分比如,含量?jī)H10-4%的組分只要稱取1g試樣,便可以測(cè)定如果被測(cè)定的組分含量更低(10-510-7%),通過(guò)富集(采用萃取共沉淀等方法)后仍可以用此法測(cè)定測(cè)定這樣低含量的組分,采用典型的化學(xué)分析方法是無(wú)法達(dá)到的例如,含鐵量為0.001%的試樣,若用滴定分析法測(cè)定,稱取試樣1g,僅含F(xiàn)e 0.01mg,用0.0015mol/L的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),消耗K2Cr2O7溶液為VmL,則一般滴定管的讀數(shù)誤差為0.02mL,顯然不能使用滴定分析法測(cè)定上述試樣中的微量鐵由于鐵含量太低,也不能用重量分析法進(jìn)行測(cè)定但是如果將0.01mg的鐵,在容量瓶中制成50mL溶液,在一定條件下,用鄰二氮菲顯色,生成橙紅色的配合物,顏色相當(dāng)明顯,因而可用比色分析法來(lái)測(cè)定（一）靈敏度高,適合于測(cè)定低含量組分比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量8三、吸光光度法的特點(diǎn)一般比色分析的相對(duì)誤差為5%20%,分光光度法為2%5%,其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法,但完全可以滿足微量組分測(cè)定準(zhǔn)確度的要求因?yàn)樵谶@種情況下,滴定分析法和重量法也不夠準(zhǔn)確,甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)定例如,一滴0.1mol/L的KMnO4溶液用水稀釋至100mL時(shí),仍可得到明顯的適合于比色分析的顏色但這滴溶液所含的KMnO4的量,只相當(dāng)于0.6mg金屬錳顯然,這樣微小的量用滴定分析法或重量法進(jìn)行測(cè)定,是難以得到準(zhǔn)確的結(jié)果的（二）準(zhǔn)確度較高比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量9三、吸光光度法的特點(diǎn)比色分析及分光光度法的儀器設(shè)備都不復(fù)雜,且操作簡(jiǎn)便試驗(yàn)溶液進(jìn)行分析時(shí),一般只經(jīng)歷顯色和比色兩個(gè)步驟,就可得出分析結(jié)果在生產(chǎn)過(guò)程的例行分析中,一般幾分鐘,甚至在數(shù)十秒內(nèi)就可報(bào)出結(jié)果（三）操作簡(jiǎn)便測(cè)定快速比色分析及分光光度法的儀器比較簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜;又因分析時(shí)所用的試劑數(shù)量較少,可以節(jié)省費(fèi)用而且?guī)缀跛械臒o(wú)機(jī)物質(zhì)和許多有機(jī)物質(zhì)都能直接或間接地用此法進(jìn)行測(cè)定,因此在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究部門中應(yīng)用極為廣泛由于科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,新的靈敏度高選擇性好的顯色劑掩蔽劑不斷出現(xiàn),測(cè)量?jī)x器不斷改進(jìn),所以它的用途日益增多在硅酸鹽化學(xué)分析中,比色分析是常用的方法之一（四）節(jié)省費(fèi)用應(yīng)用廣泛比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量10四、光吸收的基本定律朗伯比耳定律是吸光光度法的定量依據(jù)當(dāng)一束平行的單色光照射到一有色溶液上時(shí),光的一部分被溶液吸收,一部分透過(guò)溶液,一部分被比色器皿的表面反射如圖,入射光的強(qiáng)度為I0,被吸收光的強(qiáng)度為Ia,透過(guò)光的強(qiáng)度為It,反射光的強(qiáng)度為Ir,則它們之間的關(guān)系為:I0=Ia+It+Ir在吸光光度法中,通常將試液和空白溶液分別置于相同質(zhì)料和厚度的吸收池中,反射光的強(qiáng)度(Ir)基本上是不變的,其影響可以互相抵消,于是上式可以簡(jiǎn)化為:I0=Ia+It因此,當(dāng)入射光強(qiáng)度I0一定時(shí),如果Ia越大,It就越小,即透過(guò)光的強(qiáng)度越小,此時(shí)光通過(guò)溶液后強(qiáng)度減弱的程度也越大比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量11四、光吸收的基本定律T也常用百分?jǐn)?shù)表示,如T=40%,即表示有40%的光透過(guò)溶液,此即為百分透光率為了表示有色溶液對(duì)入射光的吸收程度,常用“吸光度”這一概念,吸光度用A表示當(dāng)一束強(qiáng)度為I0的平行單色光垂直照射到長(zhǎng)度為b的液層濃度為c的溶液時(shí),由于溶液中吸光質(zhì)點(diǎn)(分子或離子)的吸收,通過(guò)溶液后光的吸收強(qiáng)度減弱為It,則式中:A吸光度;K比例常數(shù)吸光度與溶液的透射比的關(guān)系是比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量12五 比色法和吸光光度法及其儀器用眼睛觀察比較溶液顏色深度以確定物質(zhì)含量的方法稱為目視比色法其優(yōu)點(diǎn)是儀器簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,適宜于大批試樣的分析靈敏度高,因?yàn)槭窃趶?fù)合光=白光下進(jìn)行測(cè)定,故有些顯色反應(yīng)不符合朗伯比爾定律,仍可用該法進(jìn)行測(cè)定其主要缺點(diǎn)是準(zhǔn)確度不高,標(biāo)準(zhǔn)系列不能久存,需要在測(cè)定時(shí)臨時(shí)配制（一）目視比色法比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量13五 比色法和吸光光度法及其儀器吸光光度法是借助分光光度計(jì)來(lái)測(cè)量一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后根據(jù)被測(cè)溶液的吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得被測(cè)物質(zhì)的濃度或含量吸光光度法與目視比色法在原理上并不完全一樣吸光光度法是比較有色溶液對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收情況,而目視比色法是比較透過(guò)光的強(qiáng)度例如,測(cè)定溶液中KMnO4溶液的含量,吸光光度法測(cè)量的是KMnO4溶液對(duì)黃綠色光的吸收情況,目視比色法是比較紅紫色光透過(guò)KMnO4溶液后的強(qiáng)度（二）吸光光度法根據(jù)光的吸收定律:吸光度與吸光物質(zhì)的含量成正比,這是光度法進(jìn)行定量的基礎(chǔ),標(biāo)準(zhǔn)曲線就是根據(jù)這一原理制作的具體方法:在選擇的實(shí)驗(yàn)條件下分別測(cè)量一系列不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度,以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的含量為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)作圖,得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線,稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線(或工作曲線)（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量14五 比色法和吸光光度法及其儀器(1)吸光光度法用光電池(或光電管)代替人的眼睛進(jìn)行測(cè)量,消除了眼睛疲勞輕度色盲等造成的主觀誤差,提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度(2)在有其他有色物質(zhì)共存時(shí),可選用單色器和適當(dāng)?shù)膮⒈热芤簛?lái)消除干擾,因而提高了選擇性(3)由于使用工作曲線,在分析大批試樣時(shí),簡(jiǎn)化了手續(xù),加快了分析速度（四）吸光光度法特點(diǎn)比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量15六分光光度計(jì)及基本部件分光光度計(jì)一般按工作波長(zhǎng)范圍分類,紫外可見分光光度計(jì)主要應(yīng)用于無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量的測(cè)定,紅外分光光度計(jì)主要用于結(jié)構(gòu)分析分光光度計(jì)又可分為單光束和雙光束兩類721N型分光光度計(jì)是數(shù)字顯示的單光束可見分光光度計(jì)分光光度計(jì)的基本部件有:光源分光系統(tǒng)(單色器)吸收池檢測(cè)器和顯示裝置721N型分光光度計(jì)光學(xué)系統(tǒng)圖1光源;2聚光透鏡;3色散棱鏡;4準(zhǔn)光鏡;5保護(hù)玻璃;6狹縫;7反射鏡;8光柵;9聚光透鏡;10吸收池;11光門;12保護(hù)玻璃;13光電管比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量16六分光光度計(jì)及基本部件通常用612V鎢絲燈作為可見光區(qū)的光源,發(fā)出的連續(xù)光譜在36080nm范圍內(nèi)光源應(yīng)該穩(wěn)定,即要求電源電壓保持穩(wěn)定為此,通常在儀器內(nèi)同時(shí)配有電源穩(wěn)壓器（一）光源單色器的作用是將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的裝置,分為棱鏡和光柵棱鏡是根據(jù)光的折射原理而將復(fù)合光色散為不同波長(zhǎng)的單色光,然后再讓所需波長(zhǎng)的光通過(guò)一個(gè)很窄的狹縫照射到吸收池上它由玻璃或石英制成玻璃棱鏡可用于可見光范圍,石英棱鏡則在紫外和可見光范圍均可使用光柵是根據(jù)光的衍射和干涉原理將復(fù)合光色散為不同波長(zhǎng)的單色光,然后再讓所需波長(zhǎng)的光通過(guò)狹縫照射到吸收池上它的分辨率比棱鏡大,可用的波長(zhǎng)范圍也較寬（二）單色器比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量17六分光光度計(jì)及基本部件吸收池亦稱比色皿,用于盛放試液的容器它是由無(wú)色透明耐腐蝕化學(xué)性質(zhì)相同厚度相等的玻璃制成,按其厚度分為0.5cm1cm2cm3cm和5cm在可見光區(qū)測(cè)量吸光度時(shí)使用玻璃比色皿,紫外區(qū)則使用石英比色皿使用比色皿時(shí)應(yīng)注意保持清潔透明避免磨損頭光面（三）吸收池顯示裝置的作用是把放大的信號(hào)以吸光度A或透射比T的方式顯示或記錄下來(lái)分光光度計(jì)常用的顯示裝置是檢流計(jì)微安裝數(shù)字顯示記錄儀（四）顯示裝置比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量18六分光光度計(jì)及基本部件檢測(cè)器的作用是接受從比色皿發(fā)出的透射光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,分為光電管和光電倍增管光電管是一個(gè)真空或充有少量惰性氣體的二極管陰極是金屬做成的半圓筒,內(nèi)側(cè)涂有光敏物質(zhì),陽(yáng)極為一金屬絲光電管依其對(duì)光敏感的波長(zhǎng)范圍不同分為紅敏和紫敏紅敏光電管是在陰極表面涂銀和氧化銫,適用波長(zhǎng)范圍為6251000nm;紫敏光電管是陰極表面涂銻和銫,適用波長(zhǎng)范圍為200625nm光電倍增管是由光電管改進(jìn)而成的,管中有若干個(gè)稱為倍增極的附加電極因此,可使光激發(fā)的電流得以放大,一個(gè)光子約產(chǎn)生106107個(gè)電子它的靈敏度比光電管高200多倍適用波長(zhǎng)范圍為160700nm光電倍增管在現(xiàn)代的分光光度計(jì)中廣泛被采用（五）檢測(cè)系統(tǒng)比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量19七分光光度標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量測(cè)定鐵含量常用的方法有配位滴定法氧化還原滴定法分光光度法等分光光度法是最常用的測(cè)定基本方法,具有操作簡(jiǎn)便裝置簡(jiǎn)單的特點(diǎn)因此是目前實(shí)驗(yàn)室廣為采用的方法測(cè)定原理:在測(cè)定微量鐵時(shí),通常以鹽酸羥胺或抗壞血酸還原Fe3+為Fe2+,在pH=29范圍內(nèi),使Fe2+與鄰二氮菲反應(yīng)生成穩(wěn)定的橙紅色配合物Fe(C12H8N2)32+,其lgKf=21.3,max=510nm反應(yīng)式如下:比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量20任務(wù)實(shí)施介紹比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定鐵含量的意義方法及數(shù)據(jù)處理（一）集中教學(xué)學(xué)生以1人為一組,進(jìn)行測(cè)定操作操作步驟如下:1.玻璃儀器選用清洗檢查2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。3.未知樣含量的測(cè)定(做二只平行樣品)。4.空白試驗(yàn)。（二）實(shí)操訓(xùn)練比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量21任務(wù)實(shí)施1.儀器設(shè)備清潔干凈堆放整齊2.操作規(guī)范3.原始記錄完整4.作圖規(guī)范正確5.結(jié)果計(jì)算準(zhǔn)確6.完成速度符合要求（三）完成任務(wù)要求任務(wù)二比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生能說(shuō)出吸光光度標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵的原理及試驗(yàn)步驟通過(guò)操作訓(xùn)練,學(xué)生能完成吸光光度標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵操作,并具有一定的準(zhǔn)確度與精密度,完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教室學(xué)習(xí)光度分析法的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加入法的測(cè)定方法,會(huì)數(shù)據(jù)處理,在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)測(cè)定要求測(cè)定的注意事項(xiàng),并完成分光光度標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定鐵含量操作,完成測(cè)定結(jié)果的計(jì)算任務(wù)描述23比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一顯色反應(yīng)按顯色反應(yīng)的類型來(lái)分,主要有氧化還原反應(yīng)和配位反應(yīng)兩大類,而配位反應(yīng)是最主要的對(duì)于顯色反應(yīng)一般應(yīng)滿足下列要求:(1)選擇性好,干擾小,或干擾容易消除;靈敏度夠高,有色物質(zhì)的濯笥?104(2)有色化合物的組成恒定,符合一定的化學(xué)式對(duì)于形成不同配合比的配位反應(yīng),必須注意控制實(shí)驗(yàn)條件,使生成一定組成的配合物,以免引起誤差(3)有色化合物的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)足夠穩(wěn)定,至少保證在測(cè)量過(guò)程中溶液的吸光度基本恒定這就要求有色化合物不容易受外界環(huán)境條件的影響,如日光照射空氣中的氧和二氧化碳的作用等,此外,也不應(yīng)受溶液中其他化學(xué)因素的影響(4)有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大,即顯色劑對(duì)光的吸收與配合物的吸收有明顯區(qū)別,一般要求兩者的吸收峰波長(zhǎng)之差莫(稱為對(duì)比度)大于60nm（一）顯色反應(yīng)的選擇24比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一顯色反應(yīng)無(wú)機(jī)顯色劑在光度分析中應(yīng)用不多,這主要因?yàn)樯傻呐浜衔锊粔蚍€(wěn)定,靈敏度和選擇性也不高如用KSCN作顯色劑測(cè)鐵鉬鎢和鈮;用鉬酸銨做顯色劑測(cè)硅磷和釩;用過(guò)氧化氫作顯色劑測(cè)鈦等在光度分析中應(yīng)用較多的是有機(jī)顯色劑,有機(jī)顯色劑及其產(chǎn)物的顏色與它們的分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系有機(jī)顯色劑分子中一般都含有生色團(tuán)和助色團(tuán)生色團(tuán)是某些含不飽和鍵的基團(tuán),如偶氮基對(duì)醌基和羰基等這些基團(tuán)中的電子被激發(fā)時(shí)所需要的能量較小，波長(zhǎng)200nm以上的光就可以做到,故往往可以吸收可見光而表現(xiàn)出顏色助色團(tuán)是某些含孤對(duì)電子的基團(tuán),如氨基羥基和鹵代基等這些與生色基團(tuán)上的不飽和鍵相互作用,可以影響生色團(tuán)對(duì)光的吸收,使顏色加深（二）顯色劑25比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響主要表現(xiàn)為:(1)影響顯色劑的平衡濃度和顏色:顯色反應(yīng)所用的顯色劑不少是有機(jī)弱酸,顯然,溶液酸度的變化,將影響顯色劑的平衡濃度,并影響顯色反應(yīng)的完全程度(2)影響被測(cè)金屬離子的存在狀態(tài):大多數(shù)金屬離子很容易水解,當(dāng)溶液的酸度降低時(shí),它們?cè)谒芤褐谐艘院?jiǎn)單的金屬離子形式存在之外,還可能形成一系列氫氧基或多核氫氧基絡(luò)離子酸度更低時(shí),可能進(jìn)一步水解生成堿式鹽或氫氧化物沉淀這都影響著顯色反應(yīng)的進(jìn)行(3)影響配合物的組成:對(duì)于某些生成逐級(jí)配合物的顯色反應(yīng),酸度不同,配合物的配合比往往不同,其顏色也不同（一）溶液的酸度26比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇顯色反應(yīng)一般可用下式表示:M(被測(cè)組分)+R(顯色劑)MR(有色配合物)為了使顯色反應(yīng)進(jìn)行完全,一般需加入過(guò)量的顯色劑但顯色劑不是越多越好對(duì)于有些顯色反應(yīng),顯色劑加入太多,反而會(huì)引起副反應(yīng),對(duì)測(cè)定不利例如,在Fe3+的比色測(cè)定中常用KSCN作顯色劑,SCN-離子濃度不同時(shí)可生成六種不同色調(diào)的配合物,它們的化學(xué)式是Fe(SCN)2+Fe(SCN)2+Fe(SCN)63-在SCN-濃度低時(shí)生成Fe(SCN)2+,SCN-=0.1mol/L時(shí)主要生成Fe(SCN)2+,前者色調(diào)較黃,而后者較紅因此,用KSCN顯色測(cè)定Fe3+時(shí),必須嚴(yán)格控制顯色劑的用量在實(shí)際工作中,通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定顯色劑的用量其方法是將被測(cè)組分的濃度及其他條件固定,然后加入不同量的顯色劑,測(cè)定其吸光度,繪制吸光度(A)與顯色劑濃度(f)關(guān)系曲線選擇與曲線平坦部分對(duì)應(yīng)的顯色劑濃度值確定顯色劑適宜的用量（二）顯色劑的用量27比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇有些顯色反應(yīng)瞬間完成,溶液顏色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持不變;有些顯色反應(yīng)雖能迅速完成,但有色配合物的顏色很快開始褪色;有些顯色反應(yīng)進(jìn)行緩慢,溶液顏色需經(jīng)一段時(shí)間后才穩(wěn)定因此,必須經(jīng)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最合適測(cè)定的時(shí)間區(qū)間實(shí)驗(yàn)方法為配制一份顯色溶液,從加入顯色劑起計(jì)算時(shí)間,每隔幾分鐘測(cè)量一次吸光度,制作吸光度時(shí)間曲線,根據(jù)曲線來(lái)確定適宜時(shí)間（三）顯色反應(yīng)時(shí)間28比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇通常,顯色反應(yīng)大多在室溫下進(jìn)行但是,有些顯色反應(yīng)必須加熱至一定溫度才能完成例如,用硅鉬酸銨法測(cè)定硅的反應(yīng),在室溫下需10min以上才能完成反應(yīng);而在沸水浴中,則只需30s便能完成許多有色化合物的溫度較高時(shí)容易分解,如MnO-4溶液長(zhǎng)時(shí)間煮沸就會(huì)與水中的微生物或有機(jī)物反應(yīng)而褪色（四）顯色反應(yīng)溫度有機(jī)溶劑常降低有色化合物的解離度,從而提高了顯色反應(yīng)的靈敏度如在Fe(SCN)3的溶液中加入與水混溶的有機(jī)溶劑(如丙酮),由于降低了Fe(SCN)3的解離度而使顏色加深,提高了測(cè)定的靈敏度此外,有機(jī)溶劑還可能提高顯色反應(yīng)的速率,影響有色配合物的溶解度和組成等如用偶氮氯膦法測(cè)定Ca2+,加入乙醇后,吸光度顯著增大又如,用氯代黃酚S法測(cè)定鈮()時(shí),在水溶液中顯色需幾小時(shí),加入丙酮后則只需30min（五）溶劑29比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇試樣中存在干擾物質(zhì)會(huì)影響被測(cè)組分的測(cè)定例如,干擾物質(zhì)本身有顏色或與顯色劑反應(yīng),在測(cè)量條件下也有吸收,造成干擾干擾物質(zhì)與被測(cè)組分反應(yīng)或與顯色劑反應(yīng),使顯色反應(yīng)不完全,也會(huì)造成干擾干擾物質(zhì)在測(cè)量條件下從溶液中析出,使溶液變渾濁,無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定溶液的吸光度(1)控制溶液酸度例如,用二苯硫腙法測(cè)定Hg2+時(shí),Cd2+Cu2+Co2+Ni2+Sn2+Zn2+Pb2+Bi3+等均可能發(fā)生反應(yīng),但如果在稀酸(0.5molL-1H2SO4)介質(zhì)進(jìn)行萃取,則上述離子不再與二苯硫腙作用,從而消除其干擾(2)加入掩蔽劑選取的條件是掩蔽劑不能與待測(cè)離子作用,掩蔽劑以及它與干擾物質(zhì)形成的配合物的顏色應(yīng)不干擾待測(cè)離子作用（六）干擾及其消除方法30比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇(3)利用氧化還原反應(yīng),改變干擾離子的價(jià)態(tài)如用鉻天青S比色測(cè)定Al3+時(shí),Fe3+有干擾,加入抗壞血酸將Fe3+還原為Fe2+后,干擾即消除(4)利用校正系數(shù)如,用SCN-測(cè)定鋼中的鎢時(shí),可利用校正系數(shù)扣除釩(V)的干擾,因?yàn)殁C(V)與SCN-生成藍(lán)色(NH4)2VO(SCN)4配合物而干擾測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的釩相當(dāng)于0.20%鎢(隨實(shí)驗(yàn)條件不同略有變化)在測(cè)得試樣中釩的量后,就可以從鎢結(jié)果中扣除釩的影響(5)利用參比溶液消除顯色劑與某些共存有色離子的干擾如,用鉻天青S比色法測(cè)定鋼中的鋁,Ni2+Co2+等干擾測(cè)定為此可取一定量試液,加入少量NH4F,使Al形成AlF3-6絡(luò)離子而不再顯色,然后加入顯色劑及其他試劑,以此作參比溶液,以消除Ni2+Co2+對(duì)測(cè)定的干擾（六）干擾及其消除方法31比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二顯色條件的選擇(6)選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)例如,MnO-4的最大吸收波長(zhǎng)為525nm,測(cè)定MnO-4時(shí),若溶液中有Cr2O-7存在,由于它在525nm處也有一定的吸收,故影響MnO-4的測(cè)定為此,可選用545nm甚至575nm波長(zhǎng)進(jìn)行MnO-4的光度測(cè)定這時(shí),測(cè)定靈敏度雖較低,但卻在很大程度上消除了Cr2O-7的干擾(7)當(dāng)溶液中存在有消耗顯色劑的干擾離子時(shí),可以通過(guò)增加顯色劑的用量來(lái)消除干擾(8)分離若上述方法均不能奏效時(shí),只能采用適當(dāng)?shù)念A(yù)先分離的方法（六）干擾及其消除方法32比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三測(cè)量波長(zhǎng)的吸光度范圍的選擇為了使測(cè)定結(jié)果有較高的靈敏度,選擇被測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)的光作為入射光,這稱為“最大吸收原則”選用這種波長(zhǎng)的光進(jìn)行分析,不僅靈敏度高,而且能夠減少或消除由非單色光引起的對(duì)朗伯比爾定律的偏離但是,如果在最大吸收波長(zhǎng)處有其他吸光物質(zhì)干擾測(cè)定時(shí),則應(yīng)根據(jù)“吸收最大,干擾最小”的原則來(lái)選擇入射波長(zhǎng)例如丁二酮肟光度法測(cè)定鋼中鎳,配合物丁二酮肟鎳的最大吸收波長(zhǎng)為470nm,但溶液中的鐵用酒石酸鈉掩蔽后,在470nm處也有一定吸收,干擾對(duì)鎳的測(cè)定為避免鐵的干擾,可以選擇波長(zhǎng)520nm進(jìn)行測(cè)定在520nm雖然測(cè)定鎳的靈敏度有所降低,但酒石酸鐵的吸光度很小,可以忽略,因此不干擾鎳的測(cè)定（一）測(cè)量波長(zhǎng)的選擇33比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三測(cè)量波長(zhǎng)的吸光度范圍的選擇從儀器測(cè)量誤差的角度來(lái)看,為了使測(cè)量結(jié)果得到較高的準(zhǔn)確度,一般應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測(cè)試液的吸光度在0.20.8范圍內(nèi),可通過(guò)控制溶液的濃度或選擇不同厚度的吸收池來(lái)達(dá)到目的（二）吸光度范圍的選擇丁二酮肟鎳(a)和酒石酸鐵(b)的吸收曲線34比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量四、參比溶液的選擇在進(jìn)行光度測(cè)量時(shí),利用參比溶液來(lái)調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn),可以消除由于吸收池壁及溶劑對(duì)入射光的反射和吸收帶來(lái)的誤差,并扣除干擾的影響參比溶液可根據(jù)下列情況來(lái)選擇(1)當(dāng)試液及顯色劑均無(wú)色時(shí),可用蒸餾水作參比溶液(2)顯色劑為無(wú)色,而被測(cè)試液中存在其他有色離子,可用不加顯色劑的被測(cè)試液作參比溶液(3)顯色劑有顏色,可選擇不加試樣溶液的試劑空白作參比溶液(4)顯色劑和試液均有顏色,將一份試液加入適當(dāng)掩蔽劑,將被測(cè)組分掩蔽起來(lái),使之不再與顯色劑作用,而顯色劑及其他試劑均按試液測(cè)定方法加入,以此作為參比溶液,這樣就可以消除顯色劑和一些共存組分的干擾(5)改變加入試劑的順序,使被測(cè)組分不發(fā)生顯色反應(yīng),可以此溶液作為參比溶液消除干擾35比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量五、標(biāo)準(zhǔn)加入法的制作標(biāo)準(zhǔn)加入法,又名標(biāo)準(zhǔn)增量法或直線外推法,是一種被廣泛使用的檢驗(yàn)儀器準(zhǔn)確度的測(cè)試方法這種方法尤其適用于檢驗(yàn)樣品中是否存在干擾物質(zhì)當(dāng)很難配置與樣品溶液相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液,或樣品基體成分很高,而且變化不定或樣品中含有固體物質(zhì)而對(duì)吸收的影響難以保持一定時(shí),采用標(biāo)準(zhǔn)加入法是非常有效的標(biāo)準(zhǔn)曲線法適用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的基體和樣品的基體大致相同的情況,優(yōu)點(diǎn)是速度快,缺點(diǎn)是當(dāng)樣品基體復(fù)雜時(shí)不正確標(biāo)準(zhǔn)加入法可以有效克服上面所說(shuō)的缺點(diǎn),因?yàn)樗前褬悠泛蜆?biāo)準(zhǔn)混在一起同時(shí)測(cè)定的(“標(biāo)準(zhǔn)加入法”的叫法就是從這里來(lái)的),但它也有缺點(diǎn)就是速度很慢標(biāo)準(zhǔn)曲線法可在樣品很多的時(shí)候使用,先做出曲線,然后從曲線上找點(diǎn),比較方便。標(biāo)準(zhǔn)加入法,適合數(shù)量少的時(shí)候用36比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施介紹比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定鐵含量的意義方法及數(shù)據(jù)處理（一）集中教學(xué)學(xué)生以1人為一組,進(jìn)行測(cè)定操作操作步驟如下:1.玻璃儀器選用清洗檢查2.用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定未知水樣中鐵含量:(1)鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋:用0.100mg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液,準(zhǔn)確配制0.0100mg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液100mL（二）實(shí)操訓(xùn)練37比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施(2)在兩只50mL容量瓶中,用吸量管分別加入5.00mL未知水樣,各加1mL 1%鹽酸羥胺溶液,搖勻,經(jīng)2min后再加5mL 1mol/L NaAc溶液及3mL 0.1%鄰菲羅啉溶液,以水稀釋至刻度,搖勻在721型分光光度計(jì)上,波長(zhǎng)為510nm處,用2cm比色皿,測(cè)定溶液的吸光度,每個(gè)試樣讀兩次數(shù)據(jù)(3)在另四只50mL的容量瓶中用吸量管分別加入5.00mL未知水樣,再用吸量管分別加入0.501.002.003.00mL的0.0100mg/mL的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液,按(2)的相同方法及測(cè)定條件下,測(cè)定其吸光度,每個(gè)試樣讀兩個(gè)數(shù)據(jù)(4)繪出工作曲線,并將它外推至濃度軸,則在濃度軸上的截距,即為未知濃度cx（二）實(shí)訓(xùn)操作38比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施(1)儀器設(shè)備清潔干凈堆放整齊(2)操作規(guī)范(3)原始記錄完整(4)作圖規(guī)范正確(5)計(jì)算準(zhǔn)確(6)完成速度符合要求（三）完成任務(wù)要求電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量任務(wù)三通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生能說(shuō)出電位分析法基本原理標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子的試驗(yàn)步驟通過(guò)操作訓(xùn)練,學(xué)生能規(guī)范安裝連接和使用電位滴定儀并完成標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子操作,具有一定的準(zhǔn)確度與精密度,完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教室學(xué)習(xí)電位分析的原理電極的類型,以及標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定氟離子的方法,學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理,在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)測(cè)定要求測(cè)定的注意事項(xiàng),并完成氟離子測(cè)定操作,完成測(cè)定結(jié)果的計(jì)算使學(xué)生具備根據(jù)任務(wù)書要求規(guī)范完成測(cè)定的能力任務(wù)描述40比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一、電位分析概述電位分析法是電化學(xué)分析法的一個(gè)重要組成部分電化學(xué)分析是利用物質(zhì)的電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的一類分析方法,是儀器分析的一個(gè)重要分支電化學(xué)分析法的特點(diǎn)是靈敏度選擇性和準(zhǔn)確度都很高,適用面廣由于測(cè)定過(guò)程中得到的是電信號(hào),因而易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)化和遙控測(cè)定,尤其適用于生產(chǎn)過(guò)程的在線分析隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來(lái)電分析化學(xué)在方法技術(shù)和應(yīng)用上也得到了長(zhǎng)足發(fā)展,并呈蓬勃上升的趨勢(shì)根據(jù)測(cè)量的參數(shù)不同,電化學(xué)分析法主要分為電位分析法庫(kù)侖分析法極譜分析法電導(dǎo)分析法及電解分析法等(本教材只介紹電位分析法)這些電化學(xué)分析法盡管在測(cè)量原理測(cè)量對(duì)象及測(cè)量方式上都有很大差別,但它們都是在一種電化學(xué)反應(yīng)裝置上進(jìn)行的,這反應(yīng)裝置就是電化學(xué)電池41比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一、電位分析概述電化學(xué)電池是化學(xué)能和電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的電化學(xué)反應(yīng)器,它分為原電池和電解池兩類原電池能自發(fā)地將本身的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?而電解池則需要外部電源供給電能,然后將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能電位分析法是在原電池內(nèi)進(jìn)行的,而庫(kù)侖分析法極譜分析法和電解分析法是在電解池內(nèi)進(jìn)行的電化學(xué)電池均由兩支電極容器和適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液組成（一）電化學(xué)電池42比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一、電位分析概述電位分析法是將一支電極電位與被測(cè)物質(zhì)的活(濃)度有關(guān)的電極(稱指示電極)和另一支電位已知且保持恒定的電極(稱參比電極)插入待測(cè)溶液中組成一個(gè)化學(xué)電池,在零電流的條件下,通過(guò)測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì),進(jìn)而求得溶液中待測(cè)組分含量的方法它包括直接電位法和電位滴定法直接電位法是通過(guò)測(cè)量上述化學(xué)電池的電動(dòng)勢(shì),從而得知指示電極的電極電位,再通過(guò)指示電極的電極電位與溶液中被測(cè)離子活(濃)度的關(guān)系,求得被測(cè)組分含量的方法直接電位法具有簡(jiǎn)便快速靈敏應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),常用于溶液pH值和一些離子濃度的測(cè)定,在工業(yè)連續(xù)自動(dòng)分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面有獨(dú)到之處近年來(lái),隨著各種新型電化學(xué)傳感器的出現(xiàn),直接電位法的應(yīng)用更加廣泛（二）電位分析法的分類和特點(diǎn)43比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一、電位分析概述電位滴定法是通過(guò)測(cè)量滴定過(guò)程中電池電動(dòng)勢(shì)的變化來(lái)確定滴定終點(diǎn)的電滴定分析法與化學(xué)分析法中滴定分析不同的是電位滴定的滴定終點(diǎn)是由測(cè)量電位突躍來(lái)確定,而不是由觀察指示劑顏色變化來(lái)確定因此,電位滴定法分析結(jié)果準(zhǔn)確度高,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,能進(jìn)行連續(xù)和自動(dòng)滴定,廣泛用于酸堿氧化還原沉淀配位等各類滴定反應(yīng)終點(diǎn)的確定,特別是那些滴定突躍小,溶液有色或渾濁的滴定,使用電位滴定可以獲得理想的結(jié)果此外,電位滴定還可以用來(lái)測(cè)定酸堿的離解常數(shù)配合物穩(wěn)定常數(shù)等（二）電位分析法的分類和特點(diǎn)44比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二電極電位與溶液中離子濃度的關(guān)系將金屬片M插入含有該金屬離子Mn+的溶液中,此時(shí)金屬與溶液的接界面上將發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移形成雙電層,產(chǎn)生電極電位,其電極半反應(yīng)為:電極電位 與Mn+離子活度的關(guān)系,可用能斯特(Nernst)方程式表示,式中,是標(biāo)準(zhǔn)電極電位,V;R為氣體常數(shù),8.3145Jmol-1K-1;T為熱力學(xué)溫度,K;n為電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù);F為法拉第(Faraday)常數(shù),96486.7Cmol-1;aMn+為金屬離子Mn+的活度,molL-1;當(dāng)離子濃度很小時(shí),可用Mn+的濃度代替活度為了便于使用,用常用對(duì)數(shù)代替自然對(duì)數(shù)因此在溫度為25時(shí),能斯特方程式可近似地簡(jiǎn)化成下式:45比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二電極電位與溶液中離子濃度的關(guān)系由上式可得,如果測(cè)量出 ,那么就可以確定Mn+的活度但實(shí)際上,單支電極的電位是無(wú)法測(cè)量的,它必須用一支電極電位隨待測(cè)離子活度變化而變化的指示電極和一支電極電位已知且恒定的參比電極與待測(cè)溶液組成工作電池,通過(guò)測(cè)量工作電池的電動(dòng)勢(shì)來(lái)獲得 的電位設(shè)電池為:則電動(dòng)勢(shì)(用E表示)為：式中:為電位較高的正極的電極電位;為電位較低的負(fù)極的電極電位;為液體接界電位,其值很小,可以忽略46比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二電極電位與溶液中離子濃度的關(guān)系通過(guò)測(cè)量E的變化就可以確定滴定的終點(diǎn),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗的體積可以計(jì)算出被測(cè)物的含量,這是電位滴定法的基本理論依據(jù)(1)參比電極可作正極,也可作負(fù)極,由兩電極電位的高低而定(2)在兩種組成不同或濃度不同的溶液接觸界面上,由于溶液中正負(fù)離子擴(kuò)散通過(guò)界面的遷移率不相等,破壞界面上電荷平衡,形成雙電層,產(chǎn)生一個(gè)電位差這電位差稱為液體接界電位在實(shí)際測(cè)試中,由于使用了鹽橋,使液體接界電位減到很小,在電動(dòng)勢(shì)計(jì)算中可忽略不計(jì)47比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三參比電極和指示電極參比電極是用來(lái)提供電位標(biāo)準(zhǔn)的電極對(duì)參比電極的主要要求是:電極的電位值已知且恒定,受外界影響小,對(duì)溫度或濃度沒(méi)有滯后現(xiàn)象,具備良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。(1)甘汞電極 電極組成和結(jié)構(gòu)甘汞電極由純汞Hg2Cl2Hg混合物和KCl溶液組成其結(jié)構(gòu)如圖。甘汞電極有兩個(gè)玻璃套管,內(nèi)套管封接一根鉑絲,鉑絲插入純汞中,汞下裝有甘汞和汞(Hg2Cl2Hg)的糊狀物;外套管裝入KCl溶液,電極下端與待測(cè)溶液接觸處是熔接陶瓷芯或玻璃砂芯等多孔物質(zhì)（一）參比電極(a)單鹽橋型;(b)電極內(nèi)部結(jié)構(gòu);(c)雙鹽橋型1導(dǎo)線;2絕緣帽;3加液口;4內(nèi)電極;5飽和KCl溶液;6多孔性物質(zhì);7可卸鹽橋磨口套管;8鹽橋內(nèi)沖液48比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 甘汞電極的電極反應(yīng)和電極電位甘汞電極的半電池為:Hg,Hg2Cl2(固)|KCl(液)電極反應(yīng)為:25時(shí)電極電位為:可見,在一定溫度下,甘汞電極的電位取決于KCl溶液的濃度,當(dāng)Cl-活度一定時(shí),其電位值是一定的（一）參比電極49比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 飽和甘汞電極的使用在使用飽和甘汞電極時(shí),需要注意下面幾個(gè)問(wèn)題:A.使用前應(yīng)先取下電極下端口和上側(cè)加液口的小膠帽,不用時(shí)戴上B.電極內(nèi)飽和KCl溶液的液位應(yīng)保持有足夠的高度(以浸沒(méi)內(nèi)電極為度),不足時(shí)要補(bǔ)加為了保證內(nèi)參比溶液是飽和溶液,電極下端要保持有少量KCl晶體存在,否則必須由上加液口補(bǔ)加少量KCl晶體C.使用前應(yīng)檢查玻璃彎管處是否有氣泡,若有氣泡應(yīng)及時(shí)排除掉,否則將引起電路斷路或儀器讀數(shù)不穩(wěn)定D.使用前要檢查,電極下端陶瓷芯毛細(xì)管是否暢通檢查方法是:先將電極外部擦干,然后用濾紙緊貼瓷芯下端片刻,若濾紙上出現(xiàn)濕印,則證明毛細(xì)管未堵塞（一）參比電極50比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 飽和甘汞電極的使用E.安裝電極時(shí),電極應(yīng)垂直置于溶液中,內(nèi)參比溶液的液面應(yīng)較待測(cè)溶液的液面高,以防止待測(cè)溶液向電極內(nèi)滲透F.飽和甘汞電極在溫度改變時(shí)常顯示出滯后效應(yīng)(如溫度改變8時(shí),3h后電極電位仍偏離平衡電位0.20.3mV),因此不宜在溫度變化太大的環(huán)境中使用但若使用雙鹽橋型電極,加置鹽橋可減小溫度滯后效應(yīng)所引起的電位漂移飽和甘汞電極在80以上時(shí)電位值不穩(wěn)定,此時(shí)應(yīng)改用銀氯化銀電極G.當(dāng)待測(cè)溶液中含有Ag+S2-Cl-及高氯酸等物質(zhì)時(shí),應(yīng)加置KNO3鹽橋（一）參比電極51比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極(2)銀氯化銀電極 電極的組成和結(jié)構(gòu)將表面鍍有AgCl層的金屬銀絲,浸入一定濃度的KCl溶液中,即構(gòu)成銀氯化銀電極,其結(jié)構(gòu)如圖 銀氯化銀電極的電極反應(yīng)和電極電位銀氯化銀電極的半電池為:Ag,AgCl(固)KCl(液)電極反應(yīng)為:25時(shí)電極電位為:（一）參比電極1導(dǎo)線;2KCl溶液;3Hg;4鍍AgCl的Ag絲;5多孔物質(zhì)52比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 銀氯化銀電極的使用銀氯化銀電極常在pH玻璃電極和其他各種離子選擇性電極中用作內(nèi)參比電極銀氯化銀電極不像甘汞電極那樣有較大的溫度滯后效應(yīng),在高達(dá)275左右的溫度下仍能使用,而且有足夠穩(wěn)定性,因此可在高溫下替代甘汞電極銀氯化銀電極用作外參比電極使用時(shí),使用前必須除去電極內(nèi)的氣泡內(nèi)參比溶液應(yīng)有足夠高度,否則應(yīng)添加KCl溶液應(yīng)該指出,銀氯化銀電極所用的KCl溶液必須事先用AgCl飽和,否則會(huì)使電極上的AgCl溶解因?yàn)锳gCl在KCl溶液中有一定溶解度（一）參比電極53比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極電位分析法中,電極電位隨溶液中待測(cè)離子活(濃)度的變化而變化,并指示出待測(cè)離子活(濃)度的電極稱為指示電極常用的指示電極有金屬基電極和離子選擇性電極兩大類,我們主要使用離子選擇性電極離子選擇性電極是一種電化學(xué)傳感器,它是由對(duì)溶液中某種特定離子具有選擇性響應(yīng)的敏感膜及其他輔助部分組成前面所討論的pH玻璃電極就是對(duì)H+有響應(yīng)的氫離子選擇性電極,其敏感膜就是玻璃膜與pH玻璃電極相似,其他各類離子選擇性電極在其敏感膜上同樣也不發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,而只是在膜表面上發(fā)生離子交換而形成膜電位因此這類電極與金屬基電極在原理上有本質(zhì)區(qū)別由于離子選擇性電極都具有一個(gè)傳感膜,所以又稱為膜電極,常用符號(hào)“SIE”表示（二）指示電極54比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 離子選擇性電極的分類離子選擇性電極自20世紀(jì)70年代以來(lái)發(fā)展迅速,目前已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)中離子選擇性電極的分類如下:（二）指示電極55比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 離子選擇性電極的基本構(gòu)造離子選擇性電極種類繁多,各種電極的形狀結(jié)構(gòu)也不盡相同,但其基本構(gòu)造大致相似（二）指示電極如圖所示,離子選擇性電極由電極管內(nèi)參比電極內(nèi)參比溶液和敏感膜構(gòu)成電極管一般由玻璃或高分子聚合材料制成內(nèi)參比電極常用銀氯化銀電極內(nèi)參比液一般由響應(yīng)離子的強(qiáng)電解質(zhì)及氯化物溶液組成敏感膜由不同敏感材料做成,它是離子選擇性電極的關(guān)鍵部件敏感膜用黏結(jié)劑或機(jī)械方法固定于電極管端部由于敏感膜內(nèi)阻很高,故需要良好的絕緣,以免發(fā)生旁路漏電而影響測(cè)定56比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 離子選擇性電極膜電位將某一合適的離子選擇性電極浸入含有一定活度的待測(cè)離子溶液中時(shí),在敏感膜的內(nèi)外兩個(gè)相界面處會(huì)產(chǎn)生電位差,這個(gè)電位差就是膜電位(膜）。膜電位產(chǎn)生根本原因是離子交換和擴(kuò)散。離子選擇性電極的膜電位與溶液中待測(cè)離子活度的關(guān)系符合能斯特方程,即25時(shí)：式中:K為離子選擇性電極常數(shù),在一定實(shí)驗(yàn)條件下為一常數(shù),它與電極的敏感膜內(nèi)參比電極內(nèi)參比溶液及溫度等有關(guān)ai為i離子的活度;ni為i離子的電荷數(shù)當(dāng)i為陽(yáng)離子時(shí),式中第二項(xiàng)取正值;i為陰離子時(shí)該項(xiàng)取負(fù)值（二）指示電極57比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量三 參比電極和指示電極 氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用氟離子選擇性電極是晶體膜電極中典型的單晶膜電極氟離子選擇性電極的電極膜為L(zhǎng)aF3單晶,為了改善導(dǎo)電性,晶體中還摻入少量的EuF2和CaF2單晶膜封在硬塑料管的一端,管內(nèi)裝有0.1molL-1NaF、0.1molL-1NaCl溶液作內(nèi)參比溶液,以Ag、AgCl電極作內(nèi)參比電極,其結(jié)構(gòu)如圖所示（二）指示電極當(dāng)氟電極插入含氟溶液中時(shí),F-離子在膜表面交換所產(chǎn)生的膜電位與溶液中F-離子活度的關(guān)系在氟離子活度為1010-6molL-1范圍內(nèi)遵守能斯特方程式25時(shí)膜電位為：58比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量四測(cè)定離子活(濃)度的方法離子選擇性電極可以直接用來(lái)測(cè)定離子的活(濃)度,也可作為指示電極用于電位滴定工作電池的電動(dòng)勢(shì)在一定實(shí)驗(yàn)條件下與欲測(cè)離子的活度的對(duì)數(shù)呈直線關(guān)系因此通過(guò)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)可測(cè)定欲測(cè)離子的活(濃)度標(biāo)準(zhǔn)曲線法是常用的測(cè)定方法之一所謂標(biāo)準(zhǔn)曲線法是在所配制的一系列已知濃度的含待測(cè)離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液中,依次加入相同量TISAB,并插入離子選擇性電極和參比電極,在同一條件下,測(cè)出各溶液的電動(dòng)勢(shì)E,然后以所測(cè)得電動(dòng)勢(shì)E為縱坐標(biāo),以濃度c的對(duì)數(shù)(或負(fù)對(duì)數(shù)值)為橫坐標(biāo),繪制E-lg ci或E-(-lg ci)的關(guān)系曲線59比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量四測(cè)定離子活(濃)度的方法在待測(cè)溶液中加入與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線同樣量的同一TISAB溶液,并用同一對(duì)電極測(cè)定其電池電動(dòng)勢(shì)Ex,再?gòu)乃L制的標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出Ex所對(duì)應(yīng)的lgcx,換算為cx由于K值容易受溫度攪拌速度及液接電位等的影響,標(biāo)準(zhǔn)曲線不是很穩(wěn)定,容易發(fā)生平移實(shí)際工作中,每次使用標(biāo)準(zhǔn)曲線都必須先選定12標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)出E值,確定曲線平移的位置,再供分析試液若試劑等更換,應(yīng)重做標(biāo)準(zhǔn)曲線采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行測(cè)量時(shí)實(shí)驗(yàn)條件必須保持恒定,否則將影響其線性當(dāng)ci濃度以物質(zhì)的量molL-1表示時(shí),由于其數(shù)值小,宜用-lg c作橫坐標(biāo),如果ci以-1表示時(shí),其數(shù)值大,用lg c為橫坐標(biāo)較為方便標(biāo)準(zhǔn)曲線不一定是通過(guò)零點(diǎn)的直線,電位值也不一定是正值,也可以是負(fù)值對(duì)于陰離子,濃度愈大電位值愈小60比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量四測(cè)定離子活(濃)度的方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法主要適用于大批同種試樣的測(cè)定對(duì)于要求不高的少數(shù)試樣,也可用一個(gè)濃度與試液相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在相同條件下,分別測(cè)出Ex與Es,然后用與pH實(shí)用定義相似的公式計(jì)算出即式中cxcs分別為待測(cè)試液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度;ExEs為相同條件下測(cè)得待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的電動(dòng)勢(shì);S為電極的斜率,其值可通過(guò)兩份不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液在相同條件下測(cè)量出的E值用 求得61比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施介紹標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定氟離子的意義方法及數(shù)據(jù)處理（一）集中教學(xué)學(xué)生以1人為一組,進(jìn)行氟離子含量測(cè)定操作操作步驟如下:(1)玻璃儀器選用清洗檢查(2)電極的準(zhǔn)備:氟電極的準(zhǔn)備:氟電極在使用前,宜在10-3molL-1的NaF溶液中浸(離子)泡活化12h,然后用蒸餾水清洗電極數(shù)次,直至測(cè)得的電位值約為-300mV(此值各支電極不同)檢查和預(yù)處理飽和甘汞電極(3)儀器的準(zhǔn)備和電極的安裝:按儀器說(shuō)明書,接通電源,預(yù)熱20min接入飽和甘汞電極和氟離子選擇性電極（二）實(shí)操訓(xùn)練62比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施(4)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:吸取10.0/mL的F-標(biāo)準(zhǔn)溶液0.001.002.004.008.0010.00mL氟標(biāo)準(zhǔn)使用液,分別置于50mL容量瓶中,于各容量瓶中分別加入10mL總離子強(qiáng)度緩沖劑(TISAB),加水至刻度,混勻,備用(5)水樣中氟的測(cè)定:吸取未知試樣25mL放入50mL容量瓶中,加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液(TISAB)10mL,用去離子水稀釋至刻度,搖勻(6)測(cè)定:將配制的溶液(浸沒(méi)電極的晶片即可)分別倒入潔凈的塑料燒杯中,插入氟離子選擇性電極和飽和甘汞電極,放入攪拌子啟動(dòng)攪拌器,在攪拌的條件下,由稀至濃分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液的電位值E（二）實(shí)訓(xùn)操作63比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量任務(wù)實(shí)施1.儀器設(shè)備清潔干凈堆放整齊2.操作規(guī)范3.原始記錄完整4.作圖規(guī)范正確5.結(jié)果計(jì)算準(zhǔn)確6.完成速度符合要求（三）完成任務(wù)要求任務(wù)四電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生能說(shuō)出電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入曲線法測(cè)氟離子含量的原理及試驗(yàn)步驟通過(guò)操作訓(xùn)練,學(xué)生能完成電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入曲線法測(cè)氟離子操作,并具有一定的準(zhǔn)確度與精密度,完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教室學(xué)習(xí)影響電位法的因素標(biāo)準(zhǔn)加入法的測(cè)定方法,會(huì)數(shù)據(jù)處理,在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)測(cè)定要求測(cè)定的注意事項(xiàng),并完成氟離子測(cè)定操作,完成測(cè)定結(jié)果的計(jì)算使學(xué)生具備根據(jù)任務(wù)書要求規(guī)范完成測(cè)定的能力任務(wù)描述65比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量一 測(cè)定原理與電位法測(cè)定pH值相似,離子活(濃)度的電位法測(cè)定也是將對(duì)待測(cè)離子有響應(yīng)的離子選擇性電極與參比電極浸入待測(cè)溶液組成工作電池,并用儀器測(cè)量其電池電動(dòng)勢(shì)離子活(濃)度的電位法測(cè)定裝置1容器;2電磁攪拌器;3旋轉(zhuǎn)磁鐵;4玻璃封閉鐵攪棒;5待測(cè)離子試液66比色分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鐵含量比色分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)鐵含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)氟離子含量電位分析標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)氟離子含量氣相色譜法測(cè)有機(jī)物含量二定量分析方法離子選擇性電極響應(yīng)的是離子的活度,活度與濃度的關(guān)系是:ai=rici式中ri為i離子的活度系數(shù),ci為i離子的濃度因此,要用離子選擇性電極測(cè)定溶液中被測(cè)離子濃度的條件是:在使用標(biāo)準(zhǔn)溶液校正電極和用此電極測(cè)定試液這兩個(gè)步驟中,必須保持溶液中離子活度系數(shù)不變由于活度系數(shù)是離子強(qiáng)度的函數(shù),因此要求保持溶液的離子強(qiáng)度不變要達(dá)到這一目的的常用方法是:在試液和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入相同量的惰性電解質(zhì)(稱為離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑)有時(shí)將離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑pH緩沖溶液和消除干擾的掩蔽劑等事先混合在一起,這種混合液稱為總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑,其英文縮寫為“TISAB”（一
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