TISAB在直接电位测定法中的应用
第26卷第1期 西南民族学院学报#自然科学版
JournalofSouthwestNationalitiesCollege#NaturalScienceEdition Feb.2000
文章编号:1003-2843(2000)01-0041-03
TISAB在直接电位测定法中的应用
刘兴利,马晨,吴莉莉
(西南民族学院化学系,成都610041)
摘要:通过简明易懂的数学推导,阐明了总离子强度调节剂(TISAB)在直接电位法测定溶液离子浓度中的作用.
关键词:总离子强度调节剂;电位;活度
中图法分类号:O657 文献标识码:A
直接电位法是仪器分析法的一个重要分支.它是利用被测溶液的电化学性质,电位E来测量被测离子浓度的一种简易、方便、准确的方法,目前广泛地应用于工业生产控制、环境监测、理论研究等方面.但是,在直接电位标准曲线测定法中,根据其定量依据,能斯特方程式[1],得出的是电位E与溶液活度a的关系,而一般的分析方法都是要求测定溶液的浓度C而非溶液的活度a.在实际工作中,很少通过计算活度系数来求欲测离子的浓度.一般都是在控制溶液的离子强度(I)的条件下,依靠实验仔细绘制E-C的校正曲线来求待测浓度,而常用的控制I的方法有两种:恒离子背景校正法和加入TISAB.前者是指试样中含有一种含量高而又基本恒定的非待测离子时,可配制与样品溶液组成相类似的标液来调节,但当试样组成不确定或变化较大时,就不能用该法,此时就只能在标液与样液中加入TISAB,通过调节二者的离子强度I而达到使E-a的关系转化为E-C的关系,求出待测液的浓度C.
1 方法原理
将离子选择性电极(指示电极)与饱和甘汞电极(参比电极)插入被测溶液中,就构成了一原电池,用PH-mV计,通过直接测量电池电动势E,由能斯特公式E=K?
离子取/+0,对阴离子取/-0)可求出被测离子活度.nFlga(对阳
2 实验装置及操作方法
实验装置如图1所示.
如用F-选择电极测定自来水中F-,首先配制一系列不同浓度的标准F-溶液,在标液与样液中加入TISAB,分别测出E,直接可由标液的E对其C作用,在相同条件下测出样品的E,从标准曲线上即可直接查找样品的含量.
收稿日期:1999-12-15,女
42西南民族学院学报#自然科学版 第26卷3 实验结果
标准曲线测定法实验数据见表1,图2.
表1 电位法测定结果
浓度(mol#L-1)
电位E(mV)10-5-11810-4-6810-3-1210-24410-1100样液34
以E对lgC作图,得出如下曲线,由样液的电位E=34mV,直接从图上可查出其浓度为6.31@10-3mol#L-1
.
图1 离子选择性电极测量的基本实验电路及装置 图2 E与lgC关系曲线
4 TISAB在标准曲线法中的作用
TISAB称为总离子强度调节剂,它是一种浓度很高对待测试液无干扰的电解质溶液,一般由PH缓冲剂、消除干扰的络合剂、隋性盐的混合物组成.例如,测水中F-时在标液与样液中加入的TISAB的组成为:KNO31.00mol#L-1;HAC0.25mol#L-1,NaAc1.00mol#L-1;柠檬酸钾0.10mol#L-1.
由活度系数定义:a=C#C[2],C为活度系数.
[2]由德拜-休格尔近似公式:lgC=AZ2I,Z为离子电荷.
2[2]而I=22miZi,mi,Zi分别为离子质量浓度与电荷数.
因此,在实际测定中,将TISAB加入到标液与样液中,使它们主要离子的种类、浓度、电荷数基本一致,即标液的离子强度I标与样品溶液的离子强度I样达到很高而近乎一致,从而使标液的活度系数C标约等于样液的活度系数C样.
由能斯特公式:(以阳离子为例)
E=K+lga=K+SlganF
第1期 刘兴利等:TISAB在直接电位测定法中的应用
对标液,
E=K+SlgC标+SlgC标
对样液,
E=K+slgC样+SlgC样43(1)(2)
当实验操作条件相同时,(1)与(2)之间的K与S均相等,又由于C标UC样(加入TISAB),所以(1)与(2)代表的曲线完全吻合,可简化为:
E=kc+SlgC
因此,通过加入TISAB,将E-a的关系转化为E-C的关系.通过绘制E-C的标准曲线,可在曲线上由样品的E直接查找其相应的浓度Cx.
综上讨论,TISAB在电位法标准曲线测定中有重要作用,它可在不影响测定,简便的前提下,将E-a关系转化为E-C的关系,扩大了标准曲线法的应用.
参考文献:
[1] 戴树桂,陈新均,陈进生,等.仪器分析,第1版[M].北京:高等教育出版社,1984,121~122.
[2] 南开大学5仪器分析6编写组编.仪器分析,第1版[M].北京:高等教育出版社,1978,362~363.
ApplicationofTISABinElectricPotentialDetermination
LIUXing-li,MAChen
(Dept.ofChemistry,SouthwestInstituteforNationalities,
Chengdu610041)
Abstract:TheapplicationofTISABinelectricpotenticaldeterminationmethodbyasimplemathsdeductionisdiscussedhere.
Keywords:totalionicstrengthadjustmentbuffer;electricpotential;activity