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上海恪瑞儀器科技有限公司
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首頁 >> 技術(shù)文章 >> 一種電極適用多種滴定——溫度滴定法
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當(dāng)常規(guī)滴定法方法不能解決我們的滴定問題或者不能獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的結(jié)果時,我們可以嘗試選擇溫度滴定法來替代。今天帶大家了解一下溫度滴定法的相關(guān)內(nèi)容:
1、溫度滴定法的基本原理
2、溫度滴定法的特點
3、典型的溫度滴定曲線
4、溫度滴定儀與電極
5、溫度滴定方法的相關(guān)參數(shù)
6、滴定劑的標(biāo)定和方法空白值的測定
一、溫度滴定法的基本原理
溫度滴定法是一種用熱焓量的變化來指示終點的滴定技術(shù)。
每一種化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生都會產(chǎn)生或者消耗熱量,我們可以通過熱敏電阻來監(jiān)測這些微小溫度的變化,當(dāng)?shù)味▌┖痛治鑫锏姆磻?yīng)一旦結(jié)束就不再會有熱量產(chǎn)生或者熱量消耗,因此可以通過溫度曲線上的突躍來表示滴定終點。
圖中,等當(dāng)點前為放熱反應(yīng),滴定杯溫度上升。到達(dá)等當(dāng)點后,反應(yīng)熱消失。
二、溫度滴定法的特點
● 測量范圍:溫度滴定法適用于樣品含量在百分含量或者千分含量范圍。
● 滴定劑濃度:溫度滴定法滴定劑濃度含量一般要比常規(guī)電位滴定要求的濃度高,大概在0.1mol/L~2mol/L的范圍。高含量的滴定劑可以確保與被測物之間發(fā)生劇烈的放熱或者吸熱反應(yīng),從而產(chǎn)生的溫度變化也比較大。
優(yōu)點:
1、滴定速度非??欤?/strong>一次滴定通常只需2-3分鐘,長滴定大約5分鐘。
2、只需一種電極:所有滴定反應(yīng)包括酸堿反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等只需要一種電極。該電極是免維護(hù)的,無需校準(zhǔn)或補充電解液,干燥儲存。
3、基體效應(yīng)對傳感器的影響通常可以忽略,減少了樣品制備過程。
三、典型的溫度滴定曲線
1
放熱溫度滴定曲線
下面是一個理想的放熱溫度滴定曲線。 對于放熱反應(yīng),在滴定過程中會產(chǎn)生熱量,到達(dá)終點后,因為不再產(chǎn)生熱量,樣品溶液的溫度再次降低。
放熱反應(yīng)的典型例子是酸堿滴定。
2
吸熱溫度滴定曲線
下面是一個理想的吸熱溫度滴定曲線。 對于吸熱反應(yīng),在滴定過程中熱量被消耗,到終點后,因為沒有更多的熱量被消耗,樣品溶液中的溫度再次升高或穩(wěn)定。
吸熱反應(yīng)的典型例子是用EDTA滴定Mg。
四、溫度滴定儀與電極
859溫度滴定儀
溫度電極
為了測量焓的變化和溫度的變化,需要一個快速和靈敏的傳感器——溫度探頭。有兩種類型的溫度探頭,適合于不同種類樣品。
● 溫度探頭(貨號:6.9011.020):適用于水和非水的滴定,但不耐HF。
●耐HF溫度探頭(貨號:6.9011.040): 這個版本耐HF, 但它只能用于水溶液樣品的滴定。
注意:
1. 不要移除溫度探頭的白色保護(hù)帽,這將破壞傳感器的頂端。
2. 耐HF溫度探頭不能在有機溶劑樣品中使用,因為有機溶劑會導(dǎo)致涂層膨脹,從而使HF進(jìn)入并侵蝕里面的玻璃。
3. 請用合適的溶劑沖洗清潔傳感器,不要使用牙刷或超聲波清洗。
4. 在每個系列樣品后,用水或其他清洗溶液沖洗傳感器,然后干燥儲存。
五、參數(shù)設(shè)定
加液速率
● 大多數(shù)滴定的平均加液速率為4mL/min。
● 對于焓低的滴定反應(yīng),推薦較高的滴定加液速率6 mL/min。
當(dāng)兩個等當(dāng)點靠得很近時,可能需要使用較低的加液速率來實現(xiàn)令人滿意的明顯分離。
注意:
1. 加液速率對二階導(dǎo)曲線的形狀有很大的影響,對空白值也有很大的影響。較高的加液速率通常意味著較高的空白值。如果改變了加液速率,就需要重新確定空白。
2. 在滴定過程中,為了確保熱量的變化一致,滴定劑需要以恒定速率添加。
上圖顯示了加液速率如何影響EP和滴定曲線,高加液速率會使EP向右偏移。所以在空白和樣品測定中需要使用相同的加液速率。
過濾因子
過濾因子可以使滴定曲線中的噪聲最小化,隨著過濾因子的增加,二階導(dǎo)曲線變得越來越平坦,過濾因子缺省值為50。
3
停止參數(shù)
● Stop volume:通常停止體積應(yīng)小于或等于滴定管體積。因為當(dāng)?shù)味ü苄枰匦绿砑訒r,滴定曲線會斷開。
● Stop slope:停止斜率取決于樣品,也取決于滴定容器中滴定液的體積。建議在選擇停止斜率前,對幾種不同樣品量和滴定量的測量點進(jìn)行評估。
● Stop slope active after:如果在此定義的體積之前到達(dá)停止斜率,則忽略。在滴定開始時通常存在非平衡狀態(tài),這可能導(dǎo)致滴定提前停止。
●Additional volume after stop:停止后的附加體積參數(shù),定義了達(dá)到停止參數(shù)后滴定液加入的體積。
4
評估標(biāo)準(zhǔn)
● Evaluation start:定義了滴定曲線上的滴定體積是從哪里開始評估的。在本例中,0.1 mL之前的不會參與評估。
● End points:可以根據(jù)體積或峰值高度進(jìn)行排序。如果您希望有多個EP,建議按體積排序。如果您希望只有一個EP點,建議按照峰值高度排序,選擇EP最大的那個。
● EP criterion:為等當(dāng)點識別標(biāo)準(zhǔn)。如果二階導(dǎo)曲線的峰高高度超過該設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn),則視為等當(dāng)點。識別標(biāo)準(zhǔn)值可以根據(jù)實際情況進(jìn)行修改。
? 如果為放熱反應(yīng),出正峰,高度超過5,如10,被識別為等當(dāng)點。
? 如果為吸熱反應(yīng),出倒峰,高度低于-5,如-30,被識別為等當(dāng)點。
六、滴定劑的標(biāo)定和方法空白值的測定
滴定劑的標(biāo)定
1) 加入不同體積的標(biāo)準(zhǔn)品,得到相應(yīng)的消耗的滴定液體積。
2) 以標(biāo)準(zhǔn)品摩爾量為 x 軸,消耗的滴定劑體積為 y 軸,對所得的結(jié)果做線性擬合。
3) 斜率的倒數(shù)為滴定劑的濃度。
? 舉例:
在滴定杯中分別加入 0.5,1,1.5,2,2.5mL 硫酸鈉溶液,再加入 5mL 氟化氫銨和 50mL 蒸餾水,然后用硝酸鋁和硝酸鉀的滴定劑滴定至第一個終點。
N(Na+)(mmol)=VNa2SO4 x CNa2SO4 x 2
CNa2SO4 =0.4mol/L
滴定劑濃度為:
C=1/K
=1/1.8536=0.5395mol/L
方法空白值的測定
1) 加入不同體積/質(zhì)量的樣品,得到相應(yīng)的消耗的滴定液體積。
2) 以樣品量為 x 軸,消耗的滴定劑體積為 y 軸,對所得的結(jié)果做線性擬合。
3) y軸截距即為空白值。
分別取樣品50,60,70mL,加入 5mL 氟化氫銨,用滴定劑滴定至第一個終點。
對所得的結(jié)果做線性擬合,y軸截距0.1199即為空白值。
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