文档介绍：仪器分析实验
(自编讲义)
四川大学化学学院
分析化学教研室徐泽民编写
二O一O年十二月
实验二氟离子选择电极测定水中氟离子
【实验目的】
(1)学习离子选择电极分析的原理和操作技术。
(2)学会电位分析中标准曲线法及标准加入法两种定量分析方法。
【实验原理】
利用氟离子选择电极测定水中氟离子时, 测量电池如下所示:
Hg | Hg2Cl2 | KCl(s) || F-(x) | LaF3 | NaCl(), NaF (10-3mol/L) |AgCl| Ag
E外参 E液接 E外相 E内相 E内参
E甘汞 Ej EF
电池电动势为
E池= EF - E甘汞+ Ej
EF = E外相- E内相+ E内参
= - log [aF-(外) / aF-(内)] + E内参(25℃)
E池= {- log [aF-(外) / aF-(内)] + E内参} - E甘汞+ Ej
= K’- log aF-(外)
因为aF- = f·CF-,当离子强度一定时,f为一定值,则
E池= K - log CF- (K = K’- log f )
从上看出:电池电动势与试液中氟离子浓度的对数成线性关系,这就是氟离子选择电极测定氟离子浓度的理论基础,作E ~ log CF-校正曲线,水中氟离子含量即可求得。
氟离子选择电极测氟离子时, ~ ,pH过低,由于HF影响F—的活度,pH过高,由于单晶膜中La3+的水解,形成La(OH)3,影响电极响应,水中Fe3+、Al3+的存在与F—形成十分稳定的络合物,对测定产生严重干扰,为了使溶液中氟离子浓度和活度之间保持一定的比例关系,试液和标准溶液中离子强度控制在一定值,通常在测试液和标准溶液中加入氯化钠、柠檬酸钠、醋酸、醋酸钠组成的总离子强度调节缓冲剂(简称TISAB)以获得测定F—的最佳条件,其中醋酸钠起控制pH的作用,柠檬酸钠起络合Fe3+、Al3+的作用,氯化钠起调节离子浓度的作用。
【主要仪器和试剂】
酸度计PHS—3B型。磁力搅拌器,附塑料搅拌子。pF电极,饱和甘汞电极。50mL容量瓶8个,量筒25 mL,刻度吸量管1 mL、5 mL、10 mL,50 mL塑料烧杯7个。
TISAB溶液:、10g柠檬酸钠,50 mL冰醋酸溶于500mL水中,用5mol / L ,加水至1L。 × 10-2 mol / L,含氟离子水样。
【实验步骤】
(1) 校正曲线的制作:、、、、、,加TISAB溶液25mL,用水稀至刻度,摇匀,溶液倒入塑料烧杯中,放入搅拌子,插入氟离子选择电极和甘汞电极,与酸度计连接好,开动搅拌器搅拌溶液1min,停止搅拌后,直至1 min内读数基本不变,读取稳定的电位值,由数据计算校正回归曲线。仪器的操作见实验一的附二。
(2) 试样溶液的测定:,加TISAB溶液25mL,用水稀释至刻度,摇匀,溶液全部倒入塑料烧杯中,按测定标准溶液的方法测定试样溶液的电位值E1,于校正曲线上查得其浓度,计算水样中氟的含量,要求结果以ppm表示(1mL水中含氟1μg为1ppm)。
(3)标准加入法测定: 在上述测试溶液中, × 10-2 mol / L氟标准溶液
0mL,继续测定得到E2 ;按下式计算测试溶液的氟浓度 C x 。
式中:ΔC = Cs Vs /Vx ,Cs为标准溶液浓度,Vs为加入标准溶液体积(mL),Vx为测定溶液体积(mL);S为电极能斯特响应斜率,采用步骤(1)测得的数据;ΔE为E2一E1。结果以ppm表示(1mL水中含氟1μg为1ppm)。
【思考题】
(1)为什么要用TISAB溶液?其作用是什么?
(2)为什么溶液测定时用塑料烧杯装测试溶液?
实验四盐酸麻黄碱的线性扫描极谱测定
【实验目的】
(1)了解有机物衍生电活性基团的方法。
(2)用校正曲线法进行盐酸麻黄碱的定量测定。
【实验原理】
麻黄碱(麻黄素)是从中药麻黄中提取的生物碱。其结构式如下:
由于麻黄碱结构中有仲胺存在,其与亚硝酸钠衍生反应生成N-取代亚硝基麻黄碱,而亚硝基为电活性基团,极易被电解还原。由于过量的亚硝酸钠在-,干扰麻黄碱的测定,必须加入10%氨磺酸溶液以完全除去过量的亚硝酸钠,并可提供适当酸度利于极谱测定N-亚硝基麻黄碱。根