THÔNG TIN TÀI LIỆU
CHƯƠNG ĐIỆN CỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐO ĐIỆN THẾ (Electrodes and Potentiometry) Electrodes and Potentiometry Platinium electrode Ecell = 0.771 − Potential of the cell only depends on [Fe2+] & [Fe3+] Reference electrode, [Cl-] is constant Pt wire is indicator electrode whose potential responds to [Fe2+]/[Fe3+] Reference electrode, [Cl-] is constant Unknown solution of [Fe2+] & [Fe3+] Khái niệm: Phương pháp phân tích đo điện phương pháp xác định nồng độ chất dựa vào thay đổi điện cực nhúng vào dung dịch phân tích o Một điện cực Pt nhúng vào dung dịch chưa biết nồng độ, điện cực nhận electron chuyển electron đến chất phân tích Điện cực phản hồi với chất phân tích nên gọi điện cực thị o Chúng ta nối nửa pin với nửa pin lại qua cầu muối Nửa thứ hai pin có thành phần cố định, có điện khơng đổi (Được gọi điện cực so sánh) Điện pin khác điện cực thị điện cực so sánh Điện tiếp xúc (liquid-junction potentials ) o Điện tiếp xúc xuất dọc theo lớp tiếp xúc dung dịch điện ly có thành phần khác o Điện không lớn xuất cuối cầu muối Gây ảnh hưởng trực tiếp đến độ xác việc đo điện thường khơng biết giá trị điện tiếp xúc góp phần đo 5.1 Các điện cực so sánh (Reference Electrode) Yêu cầu: Bền theo thời gian Có điện biết trước xác Điện phải lặp lại Điện phải trì khơng đổi có dịng điện nhỏ chạy qua Điện cực so sánh bạc-bạc clorua (Silver-Silver Chloride Reference Electrode) Phương trình điện cực Thế khử tiêu chuẩn E° cho phản ứng +0,222V Nếu pin bão hòa với KCl 25°C, Điện điện cực là: Điện cực calomen (Calomel electrode) Điện cực calomen hình dựa phản ứng điện cực Eo = +0.268 V o Điện cực calomen bão hòa viết tắt S.C.E (saturated calomel electrode) o Sự thuận tiện việc sử dụng KCl [Cl-] không thay đổi chất lỏng bay 5.2 Các điện cực thị (Indicator Electrode) o Một điện cực thị lý tưởng phản hồi nhanh chóng lặp lại với thay đổi nồng độ ion chất phân tích o Các điện cực thị chia làm ba loại: kim loại, màng bóng bán dẫn chọn lọc ion Các điện cực kim loại Là loại điện cực trơ – khơng tham gia vào phản ứng Điện cực có nhiệm vụ đơn giản chuyển vào hay nhận electron từ dung dịch Điện cực kim loại phổ biến điện cực platin Các điện cực vàng có phần trơ Pt Điện cực bạc Có nhiều loại cacbon sử dụng làm điện cực thị tốc độ nhiều phản ứng oxy hóa khử bề mặt điện cực cacbon nhanh Điện cực kim loại làm việc tốt có bề mặt rộng Để làm điện cực, nhúng điện cực dung dịch HNO nóng sau rửa lại nước cất Phương thức làm việc điện cực bạc kết hợp với điện cực so sánh để đo nồng độ Ag+ Phản ứng điện cực bạc là: Phản ứng điện cực so sánh là: Thế điện cực so sánh cố định 0,241V pin điện cực bão hịa với KCl Do phương trình Nernst cho tồn pin là: Thế pin phụ thuộc vào [Ag+] Addition of 100,0 and 103,0 mL of AgNO3 Các điện cực chọn lọc ion (Ion-Selective Electrode, ISE) o Trong số phương pháp phân tích điện hóa đại, phương pháp điện sử dụng điện cực màng chọn lọc ion phương pháp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác : nghiên cứu bản, nghiên cứu ứng dụng, phân tích mơi trường y tế Nhờ đặc tính chọn lọc với nhóm ion định o Điện cực chọn lọc ion khác với điện cực kim loại khơng bao gồm q trình oxy hóa khử o Một điện cực chọn lọc ion lý tưởng cấu tạo màng mỏng có ion phân tích qua o Sự dịch chuyển ion từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp thông qua liên kết chọn lọc với số ví trị màng tạo nên chênh lệch điện o Các điện cực màng cịn gọi điện cực pIon số liệu nhận thường biểu diễn dạng hàm p- chẳng hạn pH, pCa hay pNO3 C+ ion cần phân tích L ligan tạo phức mang ion, hịa tan màng chọn lọc ion L chọn cho có lực cao với ion cần phân tích lực thấp với ion khác Lý tưởng L liên kết với C+ Thực tế L liên kết với ion khác gây ảnh hưởng phần đến việc phân tích C+ Để cân điện tích, màng chọn lọc ion ln có anion kỵ nước R- Rkhơng bị hịa tan vào dung dịch A- khơng thể vào màng khơng hịa tan dung môi hưu Màng chứa lượng dư L, ion phân tích màng liên kết với L tạo LC+, cân với lượng nhỏ C+ dạng tự C+ khuyếch tán qua bề mặt màng Do vài ion C+ khuyếch tán từ màng vào dung dịch phân tích, dư điện tích dương Sự cân tạo điện Khi C+ khuyếch tán từ màng vào dung dịch thay đổi lượng tự là: Điện xuất bề mặt màng: Điện cực thủy tinh để đo pH o Điện cực thủy tinh sử dụng để đo pH loại điện cực phổ biến loại điện cực ion o Một loại điện cực tổ hợp thủy tinh pH kết hợp thủy tinh điện cực so sánh thân o Sơ đồ pin viết sau: Đện điện cực thủy tinh: β: hiệu suất điện động (xấp xỉ 1, thường >0,98) Ví dụ: Chuẩn độ 10,00 mL axit mạnh HCl NaOH 0,1000M, giả sử điện điểm tương đương –150 mV Nếu dừng chuẩn độ pH = điện dung dịch bao nhiêu? (coi điện cực lý tưởng nhiệt độ 25°C) Example: A Heparin Sensor - Voltage response is proportional to heparin concentration in blood Sensor is selective for heparin heparin Negatively charged heparin binds selectively to positively charged membrane Binding generates potential difference Potential is proportional to [heparin] Câu hỏi ôn tập Nêu định nghĩa điện cực so sánh, yêu cầu với điện cực so sánh, cấu tạo điện điện cực bạc-bạc clorua, điện cực calomen bão hòa Với điện cực bạc-bạc clorua, có E° = 0,222V, E(KCl bão hịa) = 0,197V Hãy dự đốn giá trị E điện cực calomen E° 0,268V Sử dụng giá trị điện cho tính hoạt độ Cl - KCl 1M E° (điện cực calomen) = 0,268 V, E (điện cực calomen, KCl 1M) = 0,280V Nêu định nghĩa điện cực thị, yêu cầu với điện cực thị Nêu khái niệm điện cực kim loại, lấy ví dụ cho loại điện cực Nguyên nhân làm xuất tiếp xúc phương pháp đo điện thế? Giá trị điện tiếp xúc ảnh hưởng đến việc phân tích? Làm để làm giảm điện tiếp xúc? Một dung dịch NaCl 0,1 M tiếp xúc với dung dịch NaNO3 0,1 M Bên tích điện dương Nêu khái niệm điện cực chọn lọc ion, nêu ví dụ minh họa Viết hệ thức Nernst cho điện cực màng thủy tinh? Tại phải chuẩn hóa điện cực thủy tinh trước đo pH Hãy giải thích sai số gây sử dụng điện cực thủy tinh môi trường pH cao thấp Giả sử trình chuẩn độ axit mạnh HCl NaOH điện điểm tương đương – 150 mV, dừng chuẩn độ pH = điện dung dịch bao nhiêu? (coi điện cực lý tưởng nhiệt độ 25°C) 10 A glass pH electrode was found to have a potential of –0.0412 V when used with a buffer of pH 6.00 An unknown solution was found to have a potential of gf–0.2004 V What is the pH of this unknown solution? 11 A pH electrode responded with a voltage of 0.227 V in a standardized pH 7.000 solution What is the pH of an unknown if that pH electrode responds with a voltage of 0.363 V The response of a F- selective electrode was found to be 0.355 V in standardize 1.00e-3 M solution The response of this electrode in an unknown solution of F- is 0.407 V What is [F-] for that unknown solution? 12 13 A Mg2+ ISE was found to have a potential of 0.3674 V when in contact with a solution of 6.87e-3 M That same electrode was to have a potential of 0.4464 V in contact with an unknown solution of Mg2+ What is the concentration of Mg2+ in that unknown? ... niệm: Phương pháp phân tích đo điện phương pháp xác định nồng độ chất dựa vào thay đổi điện cực nhúng vào dung dịch phân tích o Một điện cực Pt nhúng vào dung dịch chưa biết nồng độ, điện cực nhận... làm điện cực, nhúng điện cực dung dịch HNO nóng sau rửa lại nước cất Phương thức làm việc điện cực bạc kết hợp với điện cực so sánh để đo nồng độ Ag+ Phản ứng điện cực bạc là: Phản ứng điện cực. .. Trong số phương pháp phân tích điện hóa đại, phương pháp điện sử dụng điện cực màng chọn lọc ion phương pháp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác : nghiên cứu bản, nghiên cứu ứng dụng, phân tích
Ngày đăng: 07/12/2022, 09:50
Xem thêm: