电位滴定法可应用于酸碱、沉淀、络合和氧化还原滴定,关键在于选择合适的指示电极。
1.酸碱滴定
酸碱电位滴定常用的电极为玻璃电极与饱和甘汞电极,用pH计测量滴定溶液的pH,以pH对V作图,得到酸碱滴定曲线。
用电位滴定法得到的滴定曲线,比按理论计算得到的滴定曲线更切实际。对于容量滴定中能滴定的酸碱,它都能滴定,且对于一些突跃范围小,无合适指示剂、溶液浑浊、有色酸碱,它都能滴定。此外它还可测弱酸弱碱的解离平衡常数。
在非水溶液的酸碱滴定中,如果没有适当的指示剂可用,或虽有合适指示剂但往往变色不明显,就可用电位法确定终点。还可与指示剂滴定法进行对照,以确定终点时指示剂的颜色变化。因此在非水滴定中电位滴定法是最基本的方法。滴定时常用的电极系统仍可用玻璃电极-甘汞电极。在滴定中,为了避免由甘汞电极漏出的水溶液干扰非水滴定,可采用饱和氯化钾无水甲醇溶液代替电极中的饱和氯化钾水溶液。
在介电常数较大的溶剂中,电动势较稳定,但突跃不明显;在介电常数较小的溶剂中,突跃明显,但电位不稳定。因此,常在介电常数大的溶剂中加一定比例介电常数较小的溶剂,这样既易于得到稳定的电动势,又能获得较大的电位突跃。
2.沉淀滴定
沉淀电位滴定常用银盐或汞盐溶液作滴定剂。用银盐标准溶液滴定时,指示电极用银电极(银丝),用汞盐标准溶液滴定时,指示电极用汞电极(汞池,或铂丝上镀汞,或把金电极浸入汞中做成金汞齐)。在银量法即汞量法滴定中,Cl-都有干扰,因此不宜直接插入饱和甘汞电极,通常是用KNO3盐桥把滴定溶液与饱和甘汞电极隔开,由于滴定过程中溶液pH不变,也可用玻璃电极作为参比电极进行滴定。
测定电位滴定法可用来测定等离子的浓度。还可用来测定巴比妥类药物。例如,苯巴比妥在适当的碱性溶液中,与硝酸银定量反应生成银盐,可用银量法测定其含量。但由于指示剂终点不明显,误差较大。如以饱和甘汞电极为参比电极,银电极为指示电极,用电位值的改变来指示终点,能提高测定结果的准确度。(www.xing528.com)
3.络合滴定
根据络合滴定反应的类型不同,可选用与被测离子相应的离子选择电极做指示电极。但在金属离子的EDTA络合滴定中,由于许多金属电极不能满足电位滴定法对可逆电极的要求,而不宜用作指示电极。在实际工作中,主要采用一种pM汞电极作为多种金属离子EDTA络合电位滴定的共同指示电极。pM汞电极的结构如图12-15所示。
图12-15pM汞电极结构示意图
测量时,将汞电极插入待测溶液,预先向溶液中滴加3~5滴0.05mol/L的Hg(Ⅱ)-EDTA的络合平衡溶液,汞电极的电位将随滴定过程中[Mn+]/[MY(4-n)-]的变化而变化,故可作为EDTA滴定金属离子电位滴定法的指示电极。在滴定化学计量点附近,滴定产物的浓度[MY(4-n)-]基本不变,即电极电位随pM的变化而变化,所以把此类电极产物pM汞电极。凡与EDTA作用生成络合物不如HgY2-稳定的金属离子,都可以考虑用pM汞电极进行络合电位滴定。pM汞电极适用的pH范围为2~11。当pH<2时,HgY2-不稳定;当pH>11时,HgY2-则会水解生成HgO沉淀。
4.氧化还原滴定
氧化还原电位滴定一般用铂电极做指示电极。为了响应灵敏,电极表面必须洁净光亮。如果有玷污,可用HNO3(或加入少量FeCl3)浸洗,必要时用氧化焰灼烧。多数类型的氧化还原滴定,都可以用电位滴定法完成。氧化还原滴定突跃范围的大小,与两个反应电对的电位差有关。差值越大,突跃范围越大,滴定准确度越好。
电位滴定法是一种重要的药物分析方法,《中华人民共和国药典》(2010年版)规定100多种药物的含量测定采用电位滴定法指示终点。
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