滴定中使用的指示方法有哪些,?
可根據(jù)指示原理和產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)對滴定進(jìn)行分類:
電位分析法:
使用電極組件直接測量電流電位的方法稱作電位分析法,使用此方法進(jìn)行滴定稱作電位滴定,。
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應(yīng)盡可能地在零電流情況下使用高阻抗信號放大器測量形成的電位U,,原因如下:
- 在化學(xué)與電子平衡時為傳感器派生的能斯特方程是電位分析法的基礎(chǔ),。 通過相關(guān)相位邊界表面的過量電流將會對這種平衡產(chǎn)生干擾,。
- 使用高阻抗測量輸入的另外一個原因與pH和離子選擇電極的特殊構(gòu)造有關(guān),。 測量電路中包括離子選擇膜,,其電阻可輕松達(dá)到100–1000 MΩ,。 如果分壓器效應(yīng)所造成的實驗誤差保持在0.1%以下,,則測量儀器的輸入阻抗應(yīng)至少高出1000倍,。 可通過下列方程看到這一點(diǎn):
因此對于電阻很高的傳感器,需要使用輸入阻抗為1012 Ω的信號放大器,。
伏安法:
此指示法需要測量由小電流極化的兩個金屬電極之間的電位差,。 與電位分析法相同,伏安法滴定曲線為電位容積曲線,。
需要使用下列測量設(shè)備:
穩(wěn)定的電源提供電流,。 必須選擇在電路中連接的電阻R,,從而生成范圍為0.1 – 20 μA的電流Ipol。 按照與電位分析法相同的方式測量在電極之間形成的電位U。 伏安指示法的主要用途之一是使用卡爾費(fèi)休方法進(jìn)行的水含量測定。
光度法:
通過溶液的特定波長光束的強(qiáng)度下降是光度指示法的基礎(chǔ)。 透光率是光度法中的主要測量變量,,由
T: 透光率
I0: 入射光強(qiáng)度
I: 透射光強(qiáng)度
如果所有光線被吸收,則I = 0,,從而T = 0,。 如果無光線被吸收,
則I = I0以及T = 1(或者%T = )。
在光度法中,經(jīng)常使用吸光率作為測量變量進(jìn)行操作,。 布格-朗伯-比爾定律對透光率與吸光率之間的關(guān)系進(jìn)行了說明:
A = − log T = A = ε · b · c
A: 吸光率
ε: 消光系數(shù)
c: 吸收物質(zhì)的濃度
d: 通過溶液的光程長度
通過上方關(guān)系,,可以發(fā)現(xiàn)吸光率A與濃度c之間存在著線性關(guān)系。
與電位傳感器相比,,光電傳感器在滴定方面具有很多優(yōu)點(diǎn):
- 使用更簡便(無需加注電解液,,不會堵塞液絡(luò)部)
- 使用壽命更長(幾乎不會折斷)
- 可根據(jù)顏色變化執(zhí)行所有傳統(tǒng)滴定(傳統(tǒng)程序與標(biāo)準(zhǔn)無變化),。
光度指示法可用于許多分析反應(yīng):
- 酸堿滴定(水性與非水性)
- 絡(luò)合滴定
- 氧化還原滴定
- 沉淀滴定
- 濁度滴定
在進(jìn)行光度滴定時,,應(yīng)當(dāng)選擇一個波長,,使等當(dāng)點(diǎn)前后的透光率產(chǎn)生大差異,。 在視界內(nèi),此類波長的范圍通常為500-700 nm,。
使用示例: 絡(luò)合滴定與濁度滴定反應(yīng),。
電導(dǎo)率:
電導(dǎo)率指溶液使電流通過的能力。 電導(dǎo)率的測量單位為µS/cm(微西門子/厘米)或者mS/cm(毫西門子/厘米),。 高值表示粒子數(shù)多,。 在溶液內(nèi)流動的電流量與離子量成正比。 如果溶液的電導(dǎo)率已知,,則可知道離子的總含量,。 此外,如果離子已知,,甚至可表述其濃度,。
測量電導(dǎo)率時,對浸入溶液內(nèi)的兩個板通電,。 這兩個板為金屬板,,也可以使用石墨電極。 當(dāng)溶解離子開始朝金屬板移動時,,電流將流入金屬板之間,。
電導(dǎo)滴定的原理。
滴定時,,其中一個離子由另外一個離子取代,,因此這兩個離子在離子電導(dǎo)率方面存在差異,導(dǎo)致滴定期間溶液的電導(dǎo)率不同,。 因此,,如果將一個電極的溶液加入另外一個溶液,則終電導(dǎo)將取決于發(fā)生的反應(yīng),。 但是,,如果電解液中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則電導(dǎo)水平將升高,。 可通過按照添加的滴定劑體積繪制電導(dǎo)變化的方式,,找到等當(dāng)點(diǎn)的位置。
溫度滴定:
每一次化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化這一基本表述地陳述了溫度滴定的基礎(chǔ),。 在吸熱反應(yīng)中,,能量被吸收、溫度下降,, 相反的,,在放熱反應(yīng)中,,能量被釋放出來, 可通過監(jiān)測溫度變化檢測滴定的等當(dāng)量(EQP)(圖1),。 在放熱滴定過程中,,溫度升高直至達(dá)到EQP。 然后,,溫度一開始穩(wěn)定,,然后開始降溫。 吸熱滴定則正好相反
如上所述,,在吸熱滴定反應(yīng)過程中會發(fā)現(xiàn)溫度下降,。 一旦達(dá)到等當(dāng)點(diǎn),則溫度穩(wěn)定,。 通過計算曲線的二次導(dǎo)數(shù)確定終點(diǎn)(分段評估),。
溫度滴定只有一個要求是: 進(jìn)行一次能量發(fā)生巨大變化的化學(xué)反應(yīng)、一個快速的溫度計和一個能夠?qū)Φ味ㄇ€進(jìn)行分段評估的滴定儀,。
庫侖法滴定
庫侖法滴定技術(shù)初由Szebelledy和Somogy[1]于1938年開發(fā),。 這種方法與容量法滴定不同,區(qū)別在于:通過電解原位生成滴定劑,,然后滴定劑通過化學(xué)計量方式與測定的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),。 根據(jù)通過的總電荷(Q)以庫侖為單位計算出反應(yīng)的物質(zhì)量,而不是像容量法滴定那樣根據(jù)耗用的滴定劑體積進(jìn)行計算,。
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