生物电分析考试大纲

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1、1.当两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触时，由于正负离子扩散速度不同，有微小的电位差产生——液接电位或扩散电位。由于扩散速度不同产生的液接电位，可用盐桥来消除或减小到忽略不计。盐桥是“连接”和“隔离”不同电解质的重要装置•盐桥是一个盛满饱和KCl溶液和3%琼脂的U形管，用盐桥将两溶液连接，饱和KCl溶液的浓度很高（一般为3.5~4.2mol.L-1）。（1）作用接通电路，消除或减小液接电位。（2）使用条件a.盐桥中电解质不含被测离子。b.电解质的正负离子的迁移速率应基本相等。常用作盐桥的电解质有:KCl,NH4Cl,KNO3等。c.要保持盐桥内离子浓度的离子强度

2、5～10倍于被测溶液。2.极化与过电位•极化——电流通过电极与溶液界面时，电极电位偏离平衡电位（即能斯特公式计算的电位）的现象。•电极电位与平衡电位之差称为过电位h•一般阳极极化，电极电位更正，阴极极化，电极电位更负。利用过电位h的大小评价电极的极化程度。•极化产生的原因：浓差极化和电化学极化1浓差极化•电解过程中，电极表面附近溶液的浓度与主体溶液的浓度差别引起的。•电极表面与溶液主体间形成的浓度梯度引起偏离平衡电位的现象。•减小浓差极化的方法：增大电极面积、减小电流密度、提高温度、搅拌溶液等。2.电化学极化——电极反应速率慢引起的•很多电极反应是分步进行的，某一

3、步反应慢就限制整个电极反应的速率。•以阴极反应还原为例，若电极反应较慢，离子来不及与电极表面上过剩的电子结合，使电子积聚起来，使电位更负。3.词根含义实例安电流“安（培）”计测量电流强度计时时间计时电流测量电流随时间的变化库伦电量库仑计测量通过的电量图曲线图伏安图表示电流随电位变化的曲线图电位电位电位计：用于测量电位的高内阻仪器电位滴定：以电位的变化作为终点的滴定伏安电位与电流伏安图表示电流随电位变化的函数曲线图4.电子传输路径①还原反应：电子由电源出发，通过电极，穿过电极-溶液界面，传递给溶液中的电活性物质。②氧化反应：电子进行反方向传输，由溶液中的电活性物质提

4、供电子，在电子传递反应发生时穿过电极-溶液界面。③a.电子流经电极，不管是从界面流入还是流出；b.溶液中待反应的电活性物质在界面上的传输；c.电子穿过界面过程，即电极反应本身。5.迁移：荷电物质在电场作用下的运动最小化迁移的方法：加入惰性盐—KCl或KNO3；降低电极电位（很少用）。对流：含有电活性物质的物理运动引起因素：机械搅拌（水动力学控制）；当有电流通过电极时，使得与电极接触部分的溶液变热，其密度变小，引起对流。扩散：最重要的物质传输方式①通量：单位时间内接触电极表面的物质的多少。②Fick第一定律：电活性物质的通量与距离电极表面x处的物种i的浓度c的变化成

5、正比。③Fick第二定律描述浓度随时间变化的定量关系④扩散是熵驱动作用，故体系有降低浓度梯度、增加混乱度的趋势。6.离子-离子相互作用简述遵循Debye-Hückel理论，讨论的活度定律是建立在静电作用的基础上，适用于在溶液中的离子，其能量服从Maxwell-Boltzman定律。Debye-Hückel理论表明吸引力越强，在离子氛中出现带相反电荷离子的可能性越大。与其他离子相结合，对电极而言，该离子是被屏蔽的，这就意味着不能“感觉到”其带电程度：阳离子被阴离子包围，阴离子本身又被阳离子包围，从而电荷被彼此“抵消”了。7.平均离子活度系数通常是无法获知的，该如何处

6、理活度因子的问题？•离子强度的变化是很重要的考虑因素，因此最好在离子强度已知并可控的情况下进行电位分析。•测定标准曲线的过程，即测定标准电极电位也应该在相同的离子强度的溶液中进行。•假设I总是高于分析物的浓度，分析物浓度对总的离子强度贡献很小，可以忽略其对活度因子带来的波动。•如果保持溶液的离子强度恒定来测定标准曲线，那么活度和浓度可以毫无阻碍地相互转换。离子强度调节剂离子强度调节缓冲液TISABs•8.电极的面积为100μm2或更小时，称为微电极。•由于电极小，电极周围的分析物耗尽层远薄于传统电极。耗尽层薄意味着电极表面和溶液主体之间浓度梯度大，因此，向微电极传

7、质的速率明显高于正常尺寸的电极。快速传质使得法拉第电量的成分变大，非法拉第电流不受其影响。第六章：动力学测量分析A：扩散控制的系统1.各种伏安实验都是在电极电位变化的同时监测电流的变化。2.极化是指电极电位偏离其平衡值。3.三电极体系介绍4.计时电流法：电流随时间变化原理：向工作电极施加单电位阶跃或双电位阶跃后，测量电流响应与时间的函数关系。5.应用循环伏安法时氧化还原电对电化学可逆性判据①Ipc=Ipa②峰电位值Epc和Epa与扫描速率υ无关③EΘˊ位于Epc和Epa中间，即EΘˊ=(Epc+Epa)/2④Ip与υ½成正比⑤对于n电子转移过程，Epc和Epa之间

8、的距离为5