电位法与电分析方法

电位法(potentiometry)

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想象把两根探头插进一杯液体,看着电压计上出现一个电压,就像温度计显示温度一样。你并没有往液体里强行通电、逼它发生什么——你只是在倾听溶液本身产生的那一点点电压,而这电压会告诉你里面溶解了什么。这种安静地「听电压」的做法,就是电位法。

更准确地说,电位法是在几乎没有电流流过的情况下,测量插入样品的两个电极之间的电压(电位差)。其中一个电极是指示电极,它产生的电位取决于某种选定离子的浓度(更确切地说是活度);另一个是参比电极,它维持一个固定、已知的电位,作为稳定的基线。读出两者之差,再用能斯特方程把它换算成浓度。

它之所以重要,是因为它是日常 pH 计的基础,也是钠、钾、氟、钙等离子的离子选择性电极的基础——便宜、快速,可以直接在样品中使用而不破坏样品。需要诚实说明的是:信号响应的是离子活度而非直接的浓度,因此结果依赖于离子强度,也依赖一个干净、维护良好的参比电极;一个漂移或被污染的参比,会悄悄毁掉读数。

pH 计是最常见的电位法仪器:一支玻璃指示电极加一支参比电极在样品中读出一个电压,电位计只是把这个电压直接换算成 pH 数值显示出来——不通电流,也不需要滴定就能得到一个快速结果。

电位法在接近零电流下读取电压,以求出离子浓度。

不要把电位法(测电压、不通电流)与伏安法或库仑法(施加电压并测量或计量电流)混淆。电位法是「观察」;基于电流的方法则主动驱动反应。

又称
电位分析法電位分析法