直接電位法的基本原理
在電極電位法中,構成原電池的兩個電極一個是指示電極,其電位隨著被測離子的濃度而變化,能指示被測離子的濃度;另一個是參比電極,其電位不受試液組成變化的影響,具有較恒定的數(shù)值。當一指示電極與一參比電極共同浸入試液構成原電池時,通過測定原電池的電動勢,由電極電位基本公式—能斯特方程式,即可求得被測離子的濃度。
指示電極
?。?)、第一類電極 ? ? 由金屬浸在同種金屬離子的溶液中構成。這類電極能反映陽離子濃度的變化,如銀絲插入銀鹽溶液中組成銀電極,其電極反應和電位為:
此銀電極不但可用于測定銀離子的濃度,而且還可用于因沉淀或配合等反應而引起的銀離子濃度變化的電位滴定。
(2)、第二類電極 ? ? 由金屬及其難溶鹽的陰離子溶液構成。這類電極能間接反映與金屬離子生成難溶鹽的陰離子的濃度,如Ag-AgCl電極可用于測定Cl-的濃度。其電極反應和電位反應如下:
?。?)、惰性金屬電極 ? ? 由一種性質(zhì)穩(wěn)定的惰性金屬構成,如鉑電極。在溶液中,電極本身并不參與反應,僅作為導體,是物質(zhì)的氧化態(tài)和還原態(tài)交換電子的場所。通過它可以顯示溶液中氧化還原體系的平衡電位。如鉑絲插入含有Fe3+和Fe2+的溶液組成惰性鉑電極,其電極反應和電極電位為:
?。?)、膜電極 ? ? 這類電極是以固態(tài)或液態(tài)膜作為傳感器,它能指示溶液中某種離子的濃度。膜電位和離子濃度符合能斯特方程式的關系。但是,膜電位的產(chǎn)生機理不同于上述各類電極,其電極上沒有電子的轉(zhuǎn)移,而電極電位的產(chǎn)生是由于離子的交換和擴散的結(jié)果。各種離子選擇性電極就屬于這類指示電極,如玻璃電極。