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1、第十三章電位分析法potentiometry醬油中氨基酸的含量測定氨基酸態(tài)氮的高低,是表示醬油具有鮮味的程度。測定方法有:甲醛法、茚三酮法、酒精法。甲醛法原理:氨基酸具有酸性的-COOH基和堿性的-NH2基,在一定的pH時(shí),它們相互作用使氨基酸成為中性的內(nèi)鹽。加入甲醛溶液時(shí)-NH2基與甲醛結(jié)合,-NH2基堿性消失,生成三種不同化合物。這三種化合物都保留了-COOH基,可用標(biāo)準(zhǔn)堿液來滴定-COOH基,根據(jù)消耗的堿量可計(jì)算出氨基酸的含量。同時(shí)做空白試驗(yàn)。操作方法:吸取10%樣品稀釋液10mL于100mL燒杯中
2、,加蒸餾水60mL,并開動磁力攪拌器,用0.05mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH=8.20(中和游離酸)時(shí)加入甲醛10mL,開動磁力攪拌器,混勻,再用0.05mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH=9.20(用酸度計(jì)控制),記下加入甲醛后消耗0.05mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。同時(shí)做空白試驗(yàn)。內(nèi)容:電化學(xué)分析法概述基本原理(化學(xué)電池、電極)離子選擇性電極電位分析法(基本原理、電位分析法的應(yīng)用、計(jì)算示例)參比電極指示電極—離子選擇性電極性能參數(shù)pH值的測定離子活度的測定電位滴定法確定終點(diǎn)的方法重點(diǎn)與
3、難點(diǎn)13-1電化學(xué)分析法概述電化學(xué)分析法是儀器分析的一個(gè)重要分支,它是把電學(xué)與化學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來并研究它們間相互作用的一門科學(xué)。電化學(xué)分析法是把測定對象構(gòu)成一個(gè)化學(xué)電池的組成部分,通過測量電池的某些物理量,例如電流、電位、電導(dǎo)或電量等,求得物質(zhì)的含量或測定某些電化學(xué)性質(zhì)。電化學(xué)分析法簡介電位分析法(無電流):電位測定法和電位滴定法電化學(xué)分析法分類①電解法②庫侖法③極譜法、伏安法④電流滴定法⑤電導(dǎo)滴定有電流通過根據(jù)測定原理的不同分類電化學(xué)分析法特點(diǎn)(1)靈敏度較高;10-12mol·L-1(2)準(zhǔn)確度高;(
4、3)測量范圍寬;(4)儀器設(shè)備較簡單,價(jià)格低廉,容易實(shí)現(xiàn)自動化;(5)選擇性差;(6)應(yīng)用范圍廣。13-2基本原理1.化學(xué)電池基本概念:通過電化學(xué)反應(yīng),把正極、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一類裝置。組成:兩組電極、溶液體系基本分類:原電池:能自發(fā)地將化學(xué)能變成電能,電極反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行。電解池:不能自發(fā)地將化學(xué)能變成電能,而需要從外部電源提供能量,使電極反應(yīng)進(jìn)行。電解池原電池正極負(fù)極陽極陰極銅鋅原電池A)在Zn、Cu電極及外接導(dǎo)線中,電子作為電荷載體在Zn片與Cu片間傳遞B)在溶液中,導(dǎo)電由陰、陽離子的
5、遷移完成在左半電池中:Zn2+→←SO42-在右半電池中:Cu2+→←SO42-鹽橋中:K+→右左←Cl-原電池正極負(fù)極電極表面/溶液界面,發(fā)生電極反應(yīng)通過氧化還原反應(yīng)(半電池反應(yīng))將電子與離子兩個(gè)通道結(jié)合起來:陽極(負(fù)極):Zn(s)Zn2++2e氧化反應(yīng)陰極(正極):Cu2++2eCu(s)還原反應(yīng)電池總反應(yīng):Zn(s)+Cu2+Zn2++Cu(s)液體接界電池與無液體接界電池(b)有液體接界電池兩個(gè)液體接界:ZnSO4與鹽橋CuSO4與鹽橋(a)無液體接界電池原電池的表示:原電池有一定的表示規(guī)則,表
6、示為無液接電池:(-)Zn│ZnSO4(ɑ1)‖CuSO4(ɑ2)│Cu(+)金屬/溶液界面鹽橋活度Pt,H2(P=1atm)│H+(0.01M),Cl-(0.01M),AgCl(飽和)│Ag(-)(+)電極電位的產(chǎn)生金屬和溶液化學(xué)勢不同——電子轉(zhuǎn)移——金屬與溶液不同電荷——雙電層——電位差——產(chǎn)生電極電位。一個(gè)電池分為兩個(gè)半反應(yīng),每一個(gè)半反應(yīng)有其特定的電極電位:Cu2++2eCu(s),?1Zn(s)Zn2++2e,?2電極電位電極電位的產(chǎn)生和測量IUPAC規(guī)定:任何電極的電位是它與標(biāo)準(zhǔn)氫電極構(gòu)成原電池
7、,所測得的電動勢作為該電極的電極電位標(biāo)準(zhǔn)氫電極任何電極還原反應(yīng)電極電位為正氧化反應(yīng)電極電位為負(fù)Nernst方程式—適用于可逆電對液接電位兩個(gè)不同種類或不同濃度的溶液直接接觸時(shí),由于濃度梯度或離子擴(kuò)散使離子在相界面上產(chǎn)生遷移,當(dāng)遷移速率不同時(shí)產(chǎn)生的電位差稱為液接電位,它不是電極反應(yīng)所產(chǎn)生,會對電池電動勢的測定產(chǎn)生影響,實(shí)際工作中應(yīng)予消除。(連接鹽橋)鹽橋鹽橋電解質(zhì)的條件正、負(fù)離子的遷移速率大致相等(如KCl、KNO3、NH4NO3等),且可達(dá)到較高濃度與半電池中溶液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制備:飽和KCl+3%瓊脂?
8、加熱溶解?裝入U(xiǎn)形玻璃管?冷卻成凝膠用途:降低液接電位,一般為±1?2mV避免了有液接電位電池中兩溶液的直接混合,連接兩個(gè)半電池導(dǎo)電(1)參比電極:電位已知并且恒定的電極如:標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)、甘汞電極、銀-氯化銀電極(2)指示電極:電極電位隨被測物質(zhì)活度變化的電極。如:金屬(基)電極、膜電極(離子選擇性電極)2.電極(1)參比電極參比電極:電極電勢已知、恒定、且與被測溶液組成無關(guān)理想?yún)⒈入姌O條件:電極反應(yīng)可逆,符合Nern