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滴定中使用的指示方法有哪些?

时间:2018-08-15      阅读:868

滴定中使用的指示方法有哪些

可根据指示原理和产生的化学反应对滴定进行分类:

电位分析法:

使用电极组件直接测量电流电位的方法称作电位分析法,使用此方法进行滴定称作电位滴定。

 

 

 

应尽可能地在零电流情况下使用高阻抗信号放大器测量形成的电位U,原因如下:

  • 在化学与电子平衡时为传感器派生的能斯特方程是电位分析法的基础。 通过相关相位边界表面的过量电流将会对这种平衡产生干扰。
  • 使用高阻抗测量输入的另外一个原因与pH和离子选择电极的特殊构造有关。 测量电路中包括离子选择膜,其电阻可轻松达到100–1000 MΩ 如果分压器效应所造成的实验误差保持在0.1%以下,则测量仪器的输入阻抗应至少高出1000倍。 可通过下列方程看到这一点:

 

因此对于电阻很高的传感器,需要使用输入阻抗为1012 Ω的信号放大器。

 

伏安法

此指示法需要测量由小电流极化的两个金属电极之间的电位差。 与电位分析法相同,伏安法滴定曲线为电位容积曲线。

需要使用下列测量设备:

 

稳定的电源提供电流。 必须选择在电路中连接的电阻R,从而生成范围为0.1 – 20 μA的电流Ipol 按照与电位分析法相同的方式测量在电极之间形成的电位U 伏安指示法的主要用途之一是使用卡尔费休方法进行的水含量测定

 

光度法

通过溶液的特定波长光束的强度下降是光度指示法的基础。 透光率是光度法中的主要测量变量,由

 

T: 透光率

I0: 入射光强度

I: 透射光强度

如果所有光线被吸收,则I = 0,从而T = 0 如果无光线被吸收,

I = I0以及T = 1(或者%T = )。

在光度法中,经常使用吸光率作为测量变量进行操作。 布格-朗伯-比尔定律对透光率与吸光率之间的关系进行了说明:

A = − log T = A = ε · b · c

A: 吸光率

ε: 消光系数

c: 吸收物质的浓度

d: 通过溶液的光程长度

通过上方关系,可以发现吸光率A与浓度c之间存在着线性关系。

与电位传感器相比,光电传感器在滴定方面具有很多优点:

  • 使用更简便(无需加注电解液,不会堵塞液络部)
  • 使用寿命更长(几乎不会折断)
  • 可根据颜色变化执行所有传统滴定(传统程序与标准无变化)。

光度指示法可用于许多分析反应:

  • 酸碱滴定(水性与非水性)
  • 络合滴定
  • 氧化还原滴定
  • 沉淀滴定
  • 浊度滴定

在进行光度滴定时,应当选择一个波长,使等当点前后的透光率产生大差异。 在视界内,此类波长的范围通常为500-700 nm

使用示例: 络合滴定与浊度滴定反应。

 

电导率:

电导率指溶液使电流通过的能力。 电导率的测量单位为µS/cm(微西门子/厘米)或者mS/cm(毫西门子/厘米)。 高值表示粒子数多。 在溶液内流动的电流量与离子量成正比。 如果溶液的电导率已知,则可知道离子的总含量。 此外,如果离子已知,甚至可表述其浓度。

测量电导率时,对浸入溶液内的两个板通电。 这两个板为金属板,也可以使用石墨电极。 当溶解离子开始朝金属板移动时,电流将流入金属板之间。

 

电导滴定的原理。

滴定时,其中一个离子由另外一个离子取代,因此这两个离子在离子电导率方面存在差异,导致滴定期间溶液的电导率不同。 因此,如果将一个电极的溶液加入另外一个溶液,则终电导将取决于发生的反应。 但是,如果电解液中不发生化学反应,则电导水平将升高。 可通过按照添加的滴定剂体积绘制电导变化的方式,找到等当点的位置。

 

温度滴定

每一次化学反应均伴随着能量变化这一基本表述地陈述了温度滴定的基础。 在吸热反应中,能量被吸收、温度下降, 相反的,在放热反应中,能量被释放出来, 可通过监测温度变化检测滴定的等当量(EQP)(图1)。 在放热滴定过程中,温度升高直至达到EQP 然后,温度一开始稳定,然后开始降温。 吸热滴定则正好相反

 

如上所述,在吸热滴定反应过程中会发现温度下降。 一旦达到等当点,则温度稳定。 通过计算曲线的二次导数确定终点(分段评估)。

温度滴定只有一个要求是: 进行一次能量发生巨大变化的化学反应、一个快速的温度计和一个能够对滴定曲线进行分段评估的滴定仪。

 

库仑法滴定

库仑法滴定技术初由SzebelledySomogy[1]1938年开发。 这种方法与容量法滴定不同,区别在于:通过电解原位生成滴定剂,然后滴定剂通过化学计量方式与测定的物质发生反应。 根据通过的总电荷(Q)以库仑为单位计算出反应的物质量,而不是像容量法滴定那样根据耗用的滴定剂体积进行计算。

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