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玻璃電極內的離子交換

發布時間:2023-03-06 13:38:15

1. ph玻璃電極浸泡後,為什麼氫離子只與鈉離子交換而不與鈣離子交換

是因為玻璃膜水化後,其硅酸鈉有鈉離子離解到溶液中,溶液中的氫離子,必然交換到鈉離子留下的位置上;由於玻璃膜上沒有鈣離子,所以就沒有氫離子和 鈣離子交換的問題。

2. 在ph玻璃電極的玻璃膜中,浸泡後為什麼氫離子容易換下鈉離子而不容易換下鈣離

在pH玻璃電極的玻璃膜中,浸泡後氫離子容易換下鈉離子,而不容易換下鈣離子,是因為鈉離子帶一個正電荷,而鈣離子帶兩個正電荷。
鈉離子和鈣離子離子半徑差不多。但鈣離子帶兩個正電荷,其與玻璃電極骨架上帶的負電荷結合能力要強一倍。因此鈣離子被氫離子交換下來的難度也要高一倍,因此鈣離子不容易被交換下來。

3. 簡述玻璃電極的工作原理。

玻璃電極的作用原理:
玻璃電極的主要部分是 一 個玻璃泡,泡的下半部是對H+ 有選擇性響應的玻璃薄膜,泡內裝有pH一定的0.1mol•L-1的HCl內參比溶液,其中插入一支Ag-AgCl電極作為內參比電極,這樣就構成了玻璃電極。玻璃電極中內參比電極的電位是恆定的,與待測溶液的pH無關。玻璃電極之所以能測定溶液pH,是由於玻璃膜產生的膜電位與待測溶液pH有關。
玻璃電極在使用前必須在水溶液中浸泡一定時間。使玻璃膜的外表面形成了水合硅膠層,由於內參比溶液的作用,玻璃的內表面同樣也形成了內水和硅膠層。當浸泡好的玻璃電極浸入待測溶液時,水合層與溶液接觸,由於硅膠層表面和溶液的H+ 活度不同,形成活度差,H+便從活度大的一方向活度小的一方遷移,硅膠層與溶液中的H+ 建立了平衡,改變了膠 - 液兩相界面的電荷分布,產生一定的相界電位。同理,在玻璃膜內側水合硅膠層 - 內部溶液界面也存在一定的相界電位。其相界電位可用下式表示:
Φ外 = k1 + 0.059lg a1/a1ˊ Φ內 = k2 + 0.059lg a2/a2ˊ
式中a1、a2分別表示外部溶液和內參比溶液的H+活度;a 1ˊ、a 2ˊ分別表示玻璃膜外、內水合硅膠層表面的H+ 活度;k1、k2分別為由玻璃膜外、內表面性質決定的常數。
因為玻璃膜內外表面性質基本相同,所以k1=k2,又因為水合硅膠層表面的Na+ 都被H+所代替,故a1ˊ= a 2ˊ , 因此 Φ膜 = Φ外—Φ內=0.059lga1/a2,由於內參比溶液H+活度a2是一定值故:Φ膜= K + 0.059lga1 = K + 0.059pH試,說明在一定的溫度下玻璃電極的膜電位與試液的pH呈直線關系。

4. ph計玻璃電極離子交換速率與溶液濃度有何關系測定醋酸電離度實驗中,為什麼要按由稀到濃的順序測溶液ph

與離復子交換速率沒有什麼關系。主制要是如果從高到低測量的話,開始交換到電極里的H+濃度較高,對低濃度的溶液影響較大。反之,低濃度的H+對高濃度的溶液影響較小。
我們要求學生由低到高來測量,中間無需清洗電極,測過低濃度然後就直接可以放到高濃度溶液中進行測量。就是因為夾雜的幾滴低濃度溶液對高濃度的pH幾乎沒有影響,反之,高濃度帶幾滴到低濃度溶液中影響較大。

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