实验十三 氯离子选择性电极的测试和应用
专业：11化学 姓名：赖煊荣 座号：32 同组人：黄音彬 时间：2014.4.22
一、目的要求
1．了解氯离子选择电极的基本性能及其测试方法，同时掌握氯离子选择性电极、玻璃电极、参比电极等的正确使用方法。
2．掌握用氯离子选择性电极测定氯离子浓度的基本原理。 3．掌握PHS—2C或是3B型酸度计的使用方法。
二、基本原理
1、电极电位与离子浓度的关系
在一定条件下，其电极电位ф与被测溶液中的银离子活度aAg+之间有以下关系：
令AgCl的活度积为Kap，即 Kap = aAg+〃aCl-
式（1）可表示为
于是有
E与ln cCl-或PcCl-之间应呈线性关系。只要测定不同浓度的E值，并将E对ln cCl-或PcCl-作图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。
2、电极的选择性和选择性系数
-
如用于表示Br 对氯离子选择性电极的干扰，式（6）可具体表示为
由式（6）可知，Kij越小，表示j离子对被测离子i的干扰越小，也就表示电极的选择性越好。
因为ai = aj，所以，两电位之差
因此，对于阴离子选择电极
三、仪器和试剂
1
1、仪器
磁力搅拌器一台；PHS—2型酸度计一台；EDCL型氯离子电极一支；217型饱和甘汞电极一支；容量瓶（1000ml，500ml×2，250ml×5），移液管（50ml）。 2、试剂
NaCl（分析纯），KNO3（分析纯），风干土壤样品，0.1% Ca(Ac)2溶液。pH = 4.00的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，pH = 6.86的磷酸氢二钾与磷酸氢二钠。
四、实验步骤
1、仪器装置
2、溶液配制（事先已配制， 3、土壤样品的处理 4、仪器校正
5、标准曲线的测定
6、测lnKij和土壤样品溶液中NaCl含量 7、洗净电极
五、数据处理
1、实验数据记录
表1 实验室条件的记录表
项目 温度/℃ 压力/hp 湿度/%
表2 实验数据记录表（标准曲线测定） CNaCl（g/L） Ⅰ E/mv Ⅱ Ⅲ 平均值
表3 实验数据记录表
样品 0.100M KNO3 0.100M NaCl 土壤 E/mv 第一次 -144 7 -127 第二次 -145 8 -128 第三次 -144 9 -130 平均值 -144 8 -128 0.0100 -137 -136 -136 -136 0.100 -105 -104 -103 -104 1.00 -47 -48 -47 -47 10.00 5 6 7 6 实验开始时 26.1 1019.2 59.6
实验结束时 26.2 1020.5 59.8
2、数据处理
（1）以E对lgc作图，绘制工作曲线。
2
-2.5-2-1.5-1200-0.5-200-40-60-80-100-120-140-160E/mvlgc0.511.5y = 48.3x - 46.1R2 = 0.9871图1.E-lgc工作曲线
（2）计算KCl-NO3-。
由于
所以 lnKCl-NO3-=（-144 - 8）*10-3*1*96500/（8.314*299.25）= -5.89
KCl-NO3- =2.75*10-3
（3）按下式计算风干土壤样品中NaCl含量， 由图1.E-lgc工作曲线得E=48.3lgc - 46.1 lgCx= -1.70 Cx=0.02
NaCl%=0.02*50*10-3/(1000*5)*100%=2.0*10-5%
六、思考题：
1．如何确定氯离子选择性电极的测量范围？被测溶液氯离子浓度过低或过高对测量结果有何影响？ 答：根据公式（5），只要测定不同浓度的E值，并将E对lncCl-或PcCl-作图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。被测溶液氯离子浓度过低或过高都会使E与PcCl-不成线性关系，使测得的结果不准确。 2．在使用选择系数时要注意什么问题？lnKij的数值等于多少？lnKij≥1或lnKij=1分别说明什么问题？ 答：因为选择性系数与诸多因素有关，所以在表示一个离子选择性电极时通常应注明测定方法及测定条件。根据公式（9）可以计算lnKij的数值。lnKij≥1表示E1>E2, lnKij=1说明E1=E2。
七、实验讨论
根据能斯特方程可以看出，电池的电动势与环境的温度有关，所以在没有恒温的情况下，环境温度的变化会对实验测得的结果造成一定的影响。工作曲线绘制的不标准的原因可能是标准溶液的配制不够准确，也有可能是没有按浓度递增的方向依次测定，也可能是仪器不稳定造成的。
八、参考教材
1．《物理化学实验》，上册，复旦大学等编，P102—105。 2．《物理化学实验》第三版，复旦大学等编，P194—196。
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实验十三 氯离子选择性电极的测试和应用
