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的电动势,即可求得被测离子的活度或浓度。
例如某种金属M与其金属离子M
组成的指示电极M
M,根据能斯特公式,其电极电势可表示为:

f
φM
M=φθM
M式中arM
为金属离子M
的相对活度,因此,若测量出φM
M,即可由上式计算出M
的活度。由于单一电极的电极电势是无法测量的,因而一般是通过测量该金属电极与参比电极所组成的原电池的电动势ε,即εφ正-φ负φ参比-φ指示φ参比-φθM
M-
在一定条件下,参比电极的电极电势和φθM
M为恒定值,可合并为常数K,则:
εK-
(91)
式(91)表明,由指示电极与参比电极组成原电池的电池电动势是该金属离子活度的函数,因此可求得aM
。这是电势分析法的理论依据。
电极的分类
一指示电极
电势分析法中常用的指示电极有金属基电极和离子选择性电极。
1金属基电极
1金属金属离子电极(第一类电极)
将金属浸在含有该种金属离子溶液中,达到平衡后构成的电极即为金属金属离子电极。其电极电势决定于金属离子的活度(浓度),并符合能斯特方程式。
M
e
M
φ=φθ
25℃时φ=φθ
因此,这类电极能反应阳离子的活度(浓度)变化,可用于测定有关离子的活度(浓度),这些金属包括银、铜、锌、镉、铅、汞等。
2惰性金属电极(零类电极)

f
这类电极是由性质稳定的惰性金属构成,如铂电极。在溶液中,电极本身并不参加反应,仅作为导体,是物质的氧化态和还原态交换电子的场所,通过它可以指示溶液中氧化还原体系的平衡电极电势,此平衡电极电势与溶液中对应的离子浓度(活度)之间的关系为:
φ=φθ
例如,将铂丝插入Fe3和Fe2混合溶液中,其电极反应为:
Fe3e
Fe2
电极电势为:φ=φθ
3金属金属难溶盐电极(第二类电极)
这类电极是由一种金属丝涂上该金属的难溶盐,并浸入与难溶盐同类的阴离子溶液而构成的,电极对该阴离子有响应。常见的有AgAg2S电极、AgAgCl电极、AgAgI电极等。AgAgCl电极浸入含氯离子的溶液中时,电极反应为:
AgClSeAgSC1-
电极电势为:φAgClAg=φθAgClAg-
可见电极电势随氯离子活度(浓度)的变化而变化。
2离子选择性电极
离子选择性电极也称膜电极,是一种利用选择性薄膜对特定离子产生选择性响应,以测量或指示溶液中的离子活度或浓度的电极。玻璃电极就是最早的氢离子选择性电极。近些年来,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极,进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它适用r
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