一、方法的原理与特点
电位滴定法是一种利用电极电位的突越来确定终点的分析方法。进行电位滴定时,在溶液中插入待测离子的指示电极和参比电极组成化学电池,随着滴定剂的加入,由于发生化学反应,待测离子浓度不断发生变化,指示电极的电位随着发生变化,在计量点附近,待测离子的浓度发生突变,指示电极的电位发生相应的突跃。因此,测量滴定过程中电动势的变化,就能确定滴定反应的终点,求出试样的含量。
电位滴定的基本原理与普通容量分析相同,其区别在于确定终点的方法不同,因而具有下述特点:
1. 准确度较电位法高,与普通容量分析一样,测定误差可低至0.2%。
2. 能用于难以用指示剂判断终点的混浊或有色溶液的滴定。
3.用于非水滴定。某些有机物的滴定需要在非水溶液中进行,一般缺乏合适的指示剂,可采用电位滴定。
4.适于连续滴定和自动滴定。
图9-10 电位滴定装置
二、 滴定终点的确定
以电池电动势(或指示电极的电位)对加入的滴定剂体积作图,可得到E-V关系曲线。如图9-11所示。对反应物系数相等的反应来说,曲线突跃的中点(转折点)即为计量点。对反应物系数不等的反应,曲线突跃的中点与计量点稍有偏离,但偏差很小,可以忽略,仍可用突跃中点作为滴定终点。
若突跃不明显,则可绘制如图9-12a 所示的△E/△V-△V的一次微商曲线,曲线上将出现极大值。极大值对应的滴定体积即为终点。也可绘制△2E/△V2对V的二次微商曲线,见图9-12b ,图中△2E/△V2等于零的点即为滴定终点。可用作图法或计算法确定终点。作图或计算法手续较麻烦。
随着电子技术的发展,人们提出了“自动滴定终点控制”的方法。即先用计算方法或手动滴定求得滴定体系的终点电位,然后把自动电位滴定计的终点调到所需的电位,让其自动滴定。当到达终点电位时,自动关闭滴定装置,并显示滴定剂体积。
三、 指示电极的选择
电位滴定的反应类型与容量分析完全相同。滴定时应根据不同的反应选择合适的指示电极。滴定反应类型有下列四种:
1.酸碱反应 滴定过程中溶液的氢离子浓度发生变化,可采用pH玻璃电极作指示电极。
2.沉淀反应根据不同的沉淀反应,选择不同的指示电极。例如,以AgNO3标准溶液滴定Cl-、Br-、I-等离子,可用银电极作指示电极。
3.氧化还原反应 在滴定过程中,溶液中的氧化态和还原态的浓度比值发生变化,可采用铂电极作指示电极。
4.络合反应 利用络合反应进行电位滴定时,应根据不同的络合反应选择不同的指示电极。例如,用EDTA滴定金属离子时,可以用离子选择性电极作指示电极。