一、实验目的
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.掌握氯离子选择性电极的使用方法。
二、预习要求
1.了解氯离子选择性电极测定氯离子浓度的基本原理。
2.了解固定离子强度的意义及方法。
3.了解酸度计的较正及测量直流毫伏值的使用方法。
三、实验原理
离子选择性电极是近年来迅速发展起来的一种新的分析测量工具。利用这一工具，可以通过简单的电势测量直接测定溶液中某一离子的活度。目前，该项技术已广泛应用于海洋、土壤、地质、化工、医学等各个领域中。
图1 氯离子选择性电极结构示意图
本实验所用的电极是把AgCl和Ag2S的沉淀混合物压成膜片，用塑料管作为电极管，并以全固态工艺制成的。其结构如图1所示。
1、炭材料工程技术电极电位与离子浓度的关系
离子选择性电极是一种以电位响应为基础的电化学敏感元件，将其插入待测液中时，在膜-液界面上产生一特定的电位响应值。电位与离子活度间的关系可用能斯特(Nernst)方程来
描述。若以甘汞电极作为参比电极，则有下式成立:
(1)
由于:： (2)
根据路易士经验式:： (3)
其中，Ｉ为离子强度。在测定工作中，只要固定离子强度，则 可视作定值，所以式(1)可写为人体3d建模： (4)
由上式可知，E与 之间呈线性关系。只要我们测出不同 值时的电位值E，作E— 图，就可了解电极的性能，并可确定其测量范围。氯离子选择性电极的测量范围约为10-1mol／dm3～10-5mol／dm3。
2、离子选择性电极的选择性及选择系数
离子选择性电极对待测离子具有特定的响应特性，但其它离子仍可对其发生一定的干扰。电极选择性的好坏，常用选择系数表示。若以i和j分别代表待测离子及干扰离子，则： (5)
式中，Zi及Zj分别代表i和j离子的电荷数;kij为该电极对j离子的选择系数。式中的“-”及“+”分别适用于阴、阳离子选择性电极。
由上式可见，kij越小，表示j离子对被测离子的干扰越小，也就表示电极的选择性越好。通常把kij值小于10-3者认为无明显干扰。
当zi=zj时，测定kij最简单的方法是分别溶液法。就是分别测定在具有相同活度的离子i和j这两个溶液中该离子选择性电极的电位E1和E2渣土车管理系统，则:
(6) (7)
(8)
对于阴离子选择性电极： (9)
四、仪器药品
1预制箱梁、仪器
酸度计1台；电磁搅拌器1台；217型饱和甘汞电极1只；EDCL型氯离子选择性电极1只；容量瓶(1000mL)1只、(100mL)10只；移液管(50mL)1只、(10mL)6只。
2、药品
KCl、KNO3(分析纯)；0.10mol／L KNO3溶液。
五、实验步骤脉动压力传感器
1、氯离子选择电极在使用前，应先在0.001mol·dm-3的KCl溶液中活化1h，然后在蒸馏水中充分浸泡，必要时可重新抛光膜片表面。
2、按图2接好仪器。
图Ⅲ-16-2 仪器装置示意图
3、标准溶液配制
称取一定量干燥的分析纯KCl配制成0.1000mol·dm-3的标准液，再用0.1000mol·dm-3的KNO3溶液逐级稀释，配得5×10-2mol·dm-3、1×10-2mol·dm-3、5×10-3mol·dm-3、1×10-3mol·dm-3、5×10-4mol·dm-3、1×10-4mol·dm-3的KCl标准液。
4、标准曲线测量
(1)仪器校正：接通酸度计电源，预热30分钟，接着进行标定。标定步骤如下：在酸度计后边螺旋电极插空处插入复合电极，将选择开关旋钮置于PH档，温度补偿旋钮置于室温值上，斜率调节旋钮顺时针选到底（即调到100%位置），把清洗过的复合电极插入PH=6.86
的缓冲溶液中，调节定位旋钮，使仪器显示值为缓冲溶液值，此缓冲溶液倒回其容量瓶中回收再用；用蒸馏水清洗电极，再换PH=4.00的缓冲溶液，调节斜率调节旋钮，使仪器显示值为缓冲溶液值。如此再重复一次，仪器校正完成，以后测量中务请再不要动斜率调节旋钮、定位旋钮。
(2)测量：取下复合电极，插上测量电极转换器插头，将离子选择性电极插头插在转换器插口内，将甘汞电极引线连接在转换器接线柱上，将选择开关旋钮置于“mV”档，用蒸馏水清洗电极，用滤纸吸干。将电极插入KCl 标准溶液中，充分搅拌后测出标准溶液的稳定电位值，依次从稀到浓测量各种标准溶液。
5、选择系数的测定
配制0.01mol·dm-3的KCl和0.01mol·dm-3的KNO3溶液各100mL，分别测定其电位值。
6、自来水中氯离子含量的测定
取50mL自来水，加入50mL0.20mol·dm-3KNO3溶液（水样的离子强度与标准曲线测定时
的条件相同），测定其电位值，测定三次，求出电势平均值，从标准曲线上求得相应的氯离子浓度。
7、其他试样中氯离子浓度的测定可仿照上法进行。
（镀铬工艺土壤中NaCl含量的测定 ：(1)在干燥洁净的烧杯中用台称称取风干土壤样品W克(约10g)，加入0.1%Ca(Ac)2溶液VmL(约100mL)，搅动几分钟，静置澄清或过滤。 (2)用干燥洁净的吸管吸取澄清液30mL～40mL，放入干燥洁净的50mL烧杯中，测定其电位值 ）
六、注意事项
如果被测信号超出仪器的测量范围或测量端开路时，显示部分会发出闪光表示超载报警。
七、数据处理
1、以标准溶液的E对lgC作图绘制标准曲线。
2、计算KCl-NO3-。
3、从标准曲线上查出被测自来水中氯离子浓度。
【思考题】
1、离子选择性电极测试工作中，为什么要调节溶液离子强度?怎样调节?如何选择适当的离 子强度调节液?
2、选择系数kIJ表示的意义是什么?kIJ≥1或kIJ=1，分别说明什么问题?
3、用标准曲线进行分析工作时，要注意哪些问题?
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