電位滴定法和永停滴定法的比較

鞏 琪核工業(yè)二〇三研究所，陜西咸陽 712000

電位滴定法和永停滴定法的比較

鞏 琪
核工業(yè)二〇三研究所，陜西咸陽 712000

在化學(xué)容量分析的過程當(dāng)中，電位滴定法和永停滴定法是常用的兩種滴定法，兩種滴定方法都是利用電極的構(gòu)建來確定滴定終點(diǎn)以及確定指示劑變色域的方法，但同時(shí)兩種方法的電極選擇是不同的，因此兩種滴定方法的原理也不盡相同。目前化學(xué)容量分析已經(jīng)影響到了人們生活的方方面面，多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都在日常工作中使用這兩種滴定法，本文對(duì)這兩種滴定法做簡單介紹。

化學(xué)滴定法；電位滴定法；永停滴定法；兩者比較

電位滴定法和永停滴定法主要通過選取兩個(gè)適當(dāng)電極來進(jìn)行氧化還原法、中和法（水溶液或非水溶液）、沉淀法、重氮化法或水分測定法第一法等來進(jìn)行滴定終點(diǎn)的確定和指示劑變色域的確定。但兩種滴定法的兩極選擇不同——電位滴定法選用不同材料作為兩極，而永停滴定法則用相同的材料（如鉑電極）作為兩極，兩者的裝置和工作原理也不同。

電位滴定法可以電位滴定儀（如圖1）、酸度計(jì)或電位差計(jì)來實(shí)現(xiàn)，而永停滴定法則可以通過永停滴定儀或按照?qǐng)D2安裝儀器來實(shí)現(xiàn)。

電位滴定法和永停滴定法的對(duì)比如表1。

表1 電位滴定法和永停滴定法的比較

1 電位滴定法

電位滴定法是將兩極分別作為指示電極和參比電極，指示電極的電位會(huì)隨著滴定溶液中的離子濃度變化而變化，而參比電極的電位只有在到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)才發(fā)生突變，以此來判斷滴定終點(diǎn)。也就是說，電位滴定法就實(shí)在滴定過程中根據(jù)電位變化來確定滴定終點(diǎn)的方法，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液中的離子濃度會(huì)發(fā)生驟變，因此將會(huì)引起參比電極的突變（驟增或驟減），該突變點(diǎn)就稱為突躍點(diǎn)。

不同的滴定類型將會(huì)影響到電位滴定法兩個(gè)電極材料的選擇，具體情況如表2。

表2 電位滴定法的電極選擇

電位滴定法實(shí)驗(yàn)過程如下：

1）將待測液體放入燒杯置于電磁攪拌器上；2）侵入電極，用電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)可多次加入滴定液并記錄電位（開始室滴定液可大量加入）；3）滴定液達(dá)到突躍點(diǎn)后，仍繼續(xù)加入滴定液并記錄電位。

電位滴定法滴定終點(diǎn)的確定通常有兩種方法——作圖法和計(jì)算法。

作圖法是將電位滴定法試驗(yàn)過程當(dāng)中記錄的E（電極電位）-V（滴定液體積）分別作為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，繪制滴定曲線，當(dāng)出現(xiàn)突然上升或突然下降部分或拐點(diǎn)則達(dá)到滴定終點(diǎn)，將突然上升和突然下降部分的中點(diǎn)和拐點(diǎn)作為滴定終點(diǎn)，在圖中讀出坐標(biāo)，以確定滴定終點(diǎn)時(shí)滴定液體的體積。但作圖法很容易出現(xiàn)人為誤差導(dǎo)致滴定終點(diǎn)難以保證其精確性。

計(jì)算法是將電位滴定法試驗(yàn)過程當(dāng)中記錄的E（電極電位）-V（滴定液體積）先做一級(jí)微商和二級(jí)微商，將一級(jí)微商（或二級(jí)微商）作為縱坐標(biāo)，將V（滴定液體積）作為橫坐標(biāo)，繪制滴定曲線，其中一級(jí)微商的極值（或二級(jí)微商值等于零）時(shí)就是滴定終點(diǎn)。通過一級(jí)微商得到滴定終點(diǎn)的方法稱為一階導(dǎo)數(shù)法，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的滴定液體積可根據(jù)達(dá)到極值時(shí)前后兩個(gè)數(shù)據(jù)的平

均數(shù)來確定；通過二級(jí)微商得到滴定終點(diǎn)的方法稱為二階導(dǎo)數(shù)法，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的滴定液體積可根據(jù)達(dá)到零時(shí)前后兩個(gè)數(shù)據(jù)的線性內(nèi)插法來確定。相較于作圖法，計(jì)算法的準(zhǔn)確性大大提高，但二階導(dǎo)數(shù)法比一階導(dǎo)數(shù)法計(jì)算結(jié)果更為精確，因此二階導(dǎo)數(shù)法是目前最為常用的計(jì)算方法。

2 永停滴定法

永停滴定法又稱死停滴定法，它的兩極同為鉑電極，實(shí)驗(yàn)過程中需要在兩極之間附加一個(gè)很小的電壓，通過觀察滴定過程當(dāng)中兩個(gè)電極之間電流的變化來確定滴定終點(diǎn)。如果鉑電極在溶液中發(fā)生極化，則在未達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電極之間電流很小甚至可以忽略不計(jì)，但當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電極之間電流發(fā)生突變，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且不能回復(fù)。如果鉑電極不能在溶液中發(fā)生極化，那么未達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)兩電極之間存在電流，在達(dá)到滴定終點(diǎn)后兩電極之間電流為零并且不再變化。這兩種情況的產(chǎn)生是由于溶液中存在的可逆電對(duì)和不可逆電對(duì)。

相較于電位滴定法，永停滴定法儀器裝置簡單，試驗(yàn)成本較低，同時(shí)還具有較高的準(zhǔn)確性，因此永停滴定法在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛。

3 結(jié)論

電位滴定法和永停滴定法作為常用的化學(xué)滴定法應(yīng)用極其廣泛，正影響著人們生活的方方面面，污水處理、環(huán)境保護(hù)、石油石化、制藥工業(yè)、表面活性劑、化妝品、食品添加劑、涂料、工業(yè)溶劑、電鍍材料、半導(dǎo)體材料等都有這兩種滴定法的身影，它的出現(xiàn)和發(fā)展正深刻的影響著人們的衣食住行。兩者從電極的設(shè)置、應(yīng)用的化學(xué)原理和測量的物理量都不盡相同，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)條件來選擇最為合適的滴定法。

［1］馮俊賢，李索娟，宋英麗，等.兩點(diǎn)電位滴定法及其應(yīng)用［J］.分析化學(xué)，2002（3）.

［2］俞學(xué)煒，丁榮敏.電位滴定法在在藥物分析中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2014（3）：397-400.

［3］電位滴定法和永停滴定法操作規(guī)程.

O6-3

A

1674-6708（2016）168-0205-01

鞏琪，核工業(yè)二〇三研究所。