第 08 章 电位分析法

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1、第八章电位分析法§8.1概述§8.2参比电极§8.3指示电极§8.4电位测定法§8.5电位滴定法§8.6电位分析法计算示例potentionmetry2021/7/17§8.1概述电位分析法是电分析化学的一个重要组成部分。一、电位分析法电分析化学：应用电化学的基本原理和技术，研究在化学电池内发生的特定现象，利用物质组成及含量与电学量建立起来的分析方法。天津理工大学2021/7/17电分析化学方法分类1.电位分析法：测定电位参量2.电导分析法：测定电导参量3.电解分析法：测定电量参量4.库仑分析法：测定电流-时间参量5.极谱法和伏安：测定电压-电流参

2、量天津理工大学2021/7/17电位分析法：测量含有待测溶液的化学电池的电动势，确定溶液中待测组分含量。电位分析法的特点：灵敏度、选择性、准确度较高，装置简单。电位分析法的方式：电位测定法电位滴定天津理工大学2021/7/17电位测定法通过测量电池电动势来确定待测离子的活度的方法。也称直接电位法。特点：电位测定法测定快速方便，灵敏度高。天津理工大学2021/7/17电位滴定法通过测量滴定过程中的电池电动势的变化来确定滴定终点的分析方法。特点：1、不受试液的颜色或混浊的影响，2、无需用指示剂，3、应用广。天津理工大学2021/7/17电位滴定法的装置

3、电位滴定装置天津理工大学下页2021/7/17化学电池指的是化学能与电能互相转换的装置分为原电池和电解池两大类。原电池（galvaniccell）：能自发地将化学能转化为电能；电解池（electrolyticcell）：需要消耗外部电源提供的电能，使电池内部发生化学反应。当实验条件改变时，原电池和电解池能互相转化。组成化学电池的必要条件：1）两支称为电极的导体；2）浸在适当的电解质溶液中。天津理工大学2021/7/17电流从正极流向负极正极：电位较高的电极；负极：电位较低的电极。阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。天津理工大学202

4、1/7/17天津理工大学2021/7/17电池的表示（-）ZnZnSO4（xmol/L）CuSO4（ymol/L）Cu（+）1）正极及其有关的溶液都写在右边；2）电极的两相界面和不相混的两种溶液，用一条竖线表示，如第一条竖线表示锌电极和ZnSO4溶液两相界面；第二条竖线为铜电极和CuSO4溶液两相界面；天津理工大学2021/7/173）当两种电解质之间通过盐桥连接起来，消除了液接电位，则用两条竖线“”表示，如阴极电解质和盐桥之间，以及盐桥与阳极电解质之间的界面；4）电池中的溶液应注明浓度（活度）；如有气体应注明压力、温度等天津理工大学2021/7/

5、17电池的电动势：E=(+)-(-)+LL液接电位，较小，可忽略。天津理工大学返回2021/7/17二、电位分析法理论基础天津理工大学2021/7/17天津理工大学1电极电位：将某金属片浸入该金属离子的水溶液,金属和溶液界面处产生扩散双电层，两相之间产生一个电位差，即电极电位。2021/7/17两种导体接触时，其界面的两种物质，可以是固体-固体、固体-液体及液体-液体，因两相中的化学组成不同，故将在界面处发生物质迁移，若进行迁移的物质带有电荷，则将在两相之间产生一个电位差，即电极电位。如锌电极浸入ZnSO4溶液中，铜电极浸入CuSO4溶液中下

6、页天津理工大学2021/7/17双电层：因为任何金属晶体中都含有金属离子、自由电子，金属表面的一些原子有一种以离子形式进入溶液的倾向，金属越活波，溶液越稀，这种倾向越大；另一方面，电解质溶液中的金属离子又有一种从金属表面获得电子而沉积在金属表面的倾向，金属越不活波，溶液浓度越大，这种倾向也越大。若前者的倾向大于后者的倾向，将使金属离子进入溶液，使电极上带负电，电极附近的溶液带正电；反之，电极带正电而其附近溶液带负电。电极表面的电荷层与溶液中多余的反号离子层形成双电层。天津理工大学2021/7/17实验表明：金属的电极电位大小与金属本身的活泼性（K、

7、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au）、金属离子在溶液中的浓度以及温度等因素有关。天津理工大学返回2021/7/17能斯特公式：式中：-平衡时电极电位（单位：伏特v）-标准电极电位（v）-分别为电极反应中离子活度；n-为电极反应中的电子得失数F—法拉第常量96500(C·mol–1)R=8.314J·mol–1K–1天津理工大学2021/7/17电极电位:将一支参比电极(电位恒定)和一支指示电极(电位随待测离子活度变化)插入待测溶液:MMn+参比电极E=(+)-(-)+LL液接电位，较小，可忽

8、略。2电位分析法理论基础天津理工大学2021/7/17E=(+)-(-)+L(1)电位测定法(直接电位法)：由E→a