《电化学分析概论》PPT课件

《《电化学分析概论》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一部分电化学分析法第二章、电化学分析概论（4）第三章、电位分析法（6）第四章、电重量分析和库仑分析法（4）第五章、伏安法和极谱分析法（6）1基本要求：1.掌握表示电极电位和电池电动势的能斯特方程；2.理解条件电位意义；3.了解电极的类型，能斯特表达式；4.掌握三种传质过程及Cottrell方程；5.掌握法拉第定律。第二章电化学分析概论2一、什么叫电化学分析电化学分析是根据电化学原理和物质的电化学性质研究物质组成、含量的分析方法及理论。电化学性质：指构成电池的电学性质如电动势E或电极电位、电流、电量、电导等和化学性质如溶液的化学组成和浓度C等。电化

2、学分析法就是利用这些性质，通过电极这个传感器将被测物质的浓度转换成电学参数而加以测量的方法。3二、电化学分析方法分类1、按照测量的电学参数的类型分类电学参数—溶液的浓度—定量关系溶液电导---电导分析法(R)电池电动势或电极电位---电位分析法(E)电解称重---电重量分析法或电解分析法(G)电解电量---库仑分析法(C)电流---安培分析法(I)电流-电位(电压)曲线---伏安法或极谱分析法(E-I)42、国际纯粹与应用化学协会（IUPAC）的分类第一类，既不涉及双电层，也不涉及电极反应，如电导分析法。第二类，涉及双电层现象但不考虑电极反应，如表

3、面张力和非法拉第阻抗。第三类，涉及电极反应。这一类又可以分为：（1）施加恒定的激发信号：i=0，电位法和电位滴定法；i≠0，库仑滴定、电流滴定、计时电位法和电重量分析法（2）施加可变的大振幅或小振幅激发信号交流示波极谱、单扫描极谱、循环伏安法或方波极谱、脉冲极谱法，电化学交流阻抗等。5三、电化学分析方法的优点简单、操作方便易于微型化，原位、实时和空间分别分析易于自动化和与其他技术的联用应用极其广泛－化学（无机、有机、物化、分析）、生命科学、医学诊断、能源、环境科学、材料科学、物理、电子学等领域6一、什么是电池电池是化学能与电能相互转变的装置。它是任

4、何一类电化学分析法中必不可少的装置。二、组成化学电池的条件---电极、电解质、外电路(1)电极之间以导线相连；(2)电解质溶液间以一定方式保持接触使离子从一方迁移到另一方；(3)发生电极反应或电极上发生电子转移。三、电化学研究的体系和对象：原电池和电解池§2.1原电池与电解池71、原电池——化学能转化成电能的装置图2-1锌-铜原电池阳极：锌电极：氧化反应(负极－)阴极：铜电极：还原反应(正极＋)电池总反应：8原电池可书写为：(－)Zn∣ZnSO4(a1)∣CuSO4(a2)∣Cu(＋)规定：负极写在左边正极写在右边各符号的意义：a1、a2、∣电极电

5、位——产生的原因是形成了双电层液接电位——离子的运动速度不同引起的(在电化学分析中，我们应设法减少或消去液接电位)该电池的电动势E等于两电极的电极电位差与液接电位的代数和：电动势的通式为：9思考：液接电位是如何形成的？液接电位难以测定，它是电位法产生误差的主要原因之一。减小液接电位——盐桥用盐桥组成的电池书写为：-Zn∣ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)∣Cu+盐桥内充浓电解质，阴、阳离子迁移速度应相当，且不与电池内电解质发生反应，如KCl，LiAc，KNO3等。在使用盐桥的条件下，电池电动势的通式改写为：E正值，为原电池E负值，为电解池10阴

6、极：锌极还原反应（负极－）阳极：铜极氧化反应（正极＋）电池总反应2、电解池——将电能转化为化学能的装置当外加电压大于电池的电动势时，两极的电极反应与原来所讨论的情况相反。11不管是原电池还是电解池发生氧化反应的电极称为阳极；发生还原反应的电极称为阴极。电位高的为正极（＋）;电位低的为负极（－）。12R为标准气体常数；F为法拉第常数；T为热力学温度；z为电极反应中电子的计量系数；o为氧化态和还原态活度等于1时的标准电极电位。当T＝298.2K时§2.2能斯特方程1、电极电位的能斯特方程若电极反应为：则电极电位的能斯特方程的通式为：13为反应的平衡常

7、数当电池反应达到平衡时，E等于零，则：2、电池电动势的能斯特方程电池的电动势等于两个电极电位之差。或可通过电池的总反应进行计算：如电池的总反应为:则在298.2K时，该电池的电动势为:143、活度和活度系数能斯特方程表示电动势E或电极电位与活度，而不是与浓度的关系。活度与质量摩尔浓度的关系为：单个离子的活度和活度系数还没有严格的方法测定。正、负离子的平均活度系数、平均活度以及平均质量摩尔浓度之间的关系为：稀溶液中的离子平均活度系数主要受离子的质量摩尔浓度m和价数z的影响，于是路易斯提出了离子强度的概念。离子强度I为：15在稀溶液范围内，活度系数与离

8、子强度之间的关系符合如下经验式：不同浓度下强电解质的活度系数能在化学手册中查到，从而对溶液进行活度校准。当浓度小于10-4