氯离子选择性电极测定氯离子浓度

一、实验目的

1、了解氯离子选择性电极的构造。 2、熟悉氯离子选择性电极的选择性。

3、掌握用氯离子选择性电极测定氯离子浓度的原理和方法。

二、原理

氯离子选择性电极是属于压片膜电极，其敏感膜由AgCl和Ag2S的粉末混合物压制而成。用塑料管作为电极管，并以全固态工艺制成。其结构如图2-1所示。将氯离子选择性电极浸入含Cl-的溶液中，可产生相应的膜电势。

图2-1 氯离子选择性电极结构示意图

以氯离子选择性电极作指示电极，为正极；饱和甘汞电极作参比电极，为负极。插入溶液中组成工作电池，如图2-2。

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pH计 电磁搅拌器

1.氯离子选择性电极 2.饱和甘汞电极 3.KNO3 盐桥 4.饱和KNO3 5.待测溶液

图2-2 测定氯离子浓度装置示意图

电池电动势：

E=ϕ膜−ϕ甘

2.303RT

lg[Cl])−ϕ甘

nF

2.303RT

（K+=pCl)−ϕ甘

F2.303RT=K'+pCl

F=（K−

电池电动势E与氯离子浓度的负对数呈线性关系。

利用标准曲线法，在一定条件下，分别测出一系列不同浓度的氯离子标准溶液的电池电动势E，以标准溶液的浓度的负对数为横坐标，相应的电池电动势为纵坐标，在坐标纸上描点作图，就可制得标准曲线。若在同样条件下测未知溶液的电池电动势，即可由标准曲线得知被测溶液的氯离子浓度的负对数，从而求得被测溶液中氯离子的浓度。

离子选择性电极对特定的离子有电位响应，因而用来测定该离子。但离子选择性电极并不是专一性电极，除对特定离子有响应外，对于某些其他离子也会有响应，只是响应程度不同或响应较小。

一般情况下，阳离子不干扰阴离子选择性电极，阴离子不干扰阳离子选择性电极。但如与膜表面上的离子反应生成一种新的、不容性的化合物时，无论阴离子或阳离子都会出现干扰。

Ag+，Hg22+， Hg2+等阳离子对氯离子的测定有干扰，可用EDTA掩蔽以消除干扰。 Br-，I-，S2-，CN-等阴离子对氯离子的测定也有干扰，S2-离子可以加PbCO3除掉。在Cl-离子浓度为10-4mol/L时，Br-离子浓度达到2×10-4mol/L，I-离子浓度达到1×10-4mol/L，出现干扰。

三、仪器与试剂

pH计，磁力搅拌器，搅拌子，氯离子选择性电极，饱和甘汞电极，KNO3盐桥， 容量瓶：100ml 1个，50 ml 4个，25ml移液管1支，10ml吸量管2支，5 ml吸量管2支，1ml吸量管2支，100微升微量注射器2支，50ml烧杯6个。

0.1000mol/LNaCl标准溶液，0.1mol/LNaBr溶液，1mol/LNa2SO4溶液，KNO3饱和溶液，待测未知液。

四、实验步骤

1、标准曲线的制作 ：

（1）氯离子系列标准溶液的配制：用0.1000mol/LNaCl标准溶液依次稀释成5.00×10-2，1.00×10-2，1.00×10-3，1.00×10-4，1.00×10-5 mol/LNaCl的系列标准溶液。

（2）氯离子系列标准溶液电动势的测定：用氯离子选择性电极为正极，带KNO3盐桥的饱和

甘汞电极为负极，将标准溶液系列由稀到浓逐个转入待测小烧杯中组成电池，在搅拌下，测定电池电动势。以pCl为横坐标，相应的电池电动势E为纵坐标，绘制标准曲线。 2、试样中氯离子的测定：

由待测未知溶液与上述电极组成电池，在搅拌下，测定电池电动势。从标准曲线上求得未知试样中氯离子浓度的负对数，从而求得被测溶液中氯离子的浓度。 3、氯离子选择性电极的选择性试验：

Cl-离子浓度为1.00×10-4mol/L的溶液10ml，与电极组成电池，测量电池电动势。加入1mol/LNa2SO4溶液0.01ml、0.1ml、1ml（溶液中Na2SO4分别为10-3， 10-2， 10-1mol/L），观察并记录加入后电动势的变化情况。

另取一份Cl-离子浓度为1.00×10-4mol/L的溶液10ml，重复上面的实验，但将加入的溶液改为0.1mol/LNaBr溶液，加入量为0.01ml、0.02ml，0.05ml，0.1ml、1ml（溶液中NaBr浓度分别为10-4，2×10-4，5×10-4，10-3， 10-2mol/L），观察并记录加入后电动势的变化情况。

根据实验数据，说明SO42-、Br-两种离子存在对氯离子选择性电极测定氯离子浓度的干扰情况。

五、注意事项

1、氯离子选择性电极在使用前应在10-3mol/L NaCl溶液中浸泡活化1h，再用去离子水反复清洗至空白电势值为250mV左右，才可以使用，这样可缩短电极响应时间并改善线性关系；电极响应膜切勿用手指或尖硬的东西碰划，以免沾上油污或损坏，影响测定；使用后立即用去离子水反复冲洗，以延长电极使用寿命。

2、仪器装置应按图-1联接。由于饱和氯化钾甘汞电极中有Cl-存在，电极内的Cl-可通过陶瓷芯多孔物质向溶液中扩散，影响Cl-的测定，故饱和甘汞电极不能直接插入待测溶液中，而须用KNO3盐桥加以连接。使用时务必注意盐桥的两端不能混淆插入溶液。 3、测定电动势一律在搅拌下进行，测定时搅拌速度应保持恒定。

4、测定次序应按由稀到浓进行，以免带入较大误差。每测一次溶液后，应用滤纸靠拢氯电极吸干外表溶液。

5、10-5 mol/LNaCl溶液测定时往往其电动势E值偏离直线，故在处理数据时可以除去此点。

六、思考题

1、实验中为什么要使用KNO3盐桥，而不是将饱和甘汞电极直接插入待测溶液中？ 2、为什么测定标准曲线溶液时，须按由稀到浓的次序进行测定？

3、用氯离子选择性电极测定氯离子浓度时，随着氯离子选择性电极在待测溶液浸泡时间的增长，其电动势E会不会改变？如何改变？