电位滴定

更新时间:2023-11-17 22:21

电位滴定是利用溶液电位突变指示终点的滴定法。在滴定过程中,被滴定的溶液中插入连接电位计的两支电极,一支为参比电极,另一支为指标电极。与直接电位法相比,电位滴定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。与指示剂滴定法相比,电位滴定具有可用于滴定突跃小或不明显、有色或浑浊试样的滴定的优点。

基本概念

电位滴定(potentiometric titration)是在滴定过程中通过测量电位变化以确定终点的滴定方法。

电位滴定特点

直接电位法相比

与指示剂滴定法相比

电位滴定装置

常见的电位滴定手动装置和自动装置示意图如图1所示:

手动滴定装置由参比电极、指示电极、电位计、滴定管、滴定池及搅拌装置组成。

自动滴定装置是在滴定管末端连接可通过电磁阀的细乳胶管,此管下端接上毛细管。滴定前根据具体的滴定对象为仪器设置电位(或pH)的终点控制值(理论计算值或滴定实验值)。滴定开始时,电位测量信号使电磁阀断续开关,滴定自动进行。电位测量值到达仪器设定值时,电磁阀自动关闭,滴定停止。

现代的自动电位滴定已广泛采用计算机控制。计算机对滴定过程中的数据自动采集、处理,并利用滴定反应化学计量点前后电位突变的特性,自动寻找滴定终点、控制滴定速度,到达终点时自动停止滴定,因此更加自动和快速。

终点确定方法

电位滴定终点的确定方法

电位滴定终点的判定方法有绘制E-V曲线法、绘制△E/△V -V曲线法和二级微商法。详细方法表述如下:

绘制E-V曲线

用加入滴定剂的体积(V)作横坐标,电动势读数(E)作纵坐标,绘制E-V曲线,曲线上的转折点即为化学剂量点。该法简单、准确性稍差。

具体数据处理方法为:首先根据测试数据绘制E-V曲线,然后做两条余与滴定曲线相切,并与横轴夹角为45度的直线A、B(如图2红色切线所示),再做垂直于横轴的直线(如图2虚线所示),使夹在AB间的线段被曲线交点C平分,即C点就是拐点。

绘制E/V-V曲线

△E/△V为E的变化值与相对应的加入滴定剂的体积的增量的比。曲线上存在着极值点该点对应着E-V 曲线中的拐点,即为化学剂量点。

具体数据处理方法为:以加入滴定剂的体积为为横坐标,以ΔE/ΔV为纵坐标,画出滴定曲线。曲线的最高点即为滴定终点。由最高点引横轴的垂线,交点就是消耗滴定剂的体积。

二级微商法

以二阶微商值为纵坐标,加入滴定剂的体积为横坐标作图。 △2E/△V2 =0所对应的体积即为滴定终点。

二级微商法又称二阶微分滴定曲线,纵坐标Δ2Ε/ΔV2=0的点即为滴定终点。通过后点数据减前点数据的方法逐点计算二阶微商。

具体计算公式为:

其中滴定终点的体积可由内插法求得,即取二阶微商的正、负转化处的两个点的 体积值V+,V-。然后通过如下公式求得滴定终点:

应用及选择

电位滴定的应用及电极选择

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,络合滴定和沉淀滴定。电极的选择标准如下表所示:

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