仪器分析课件_第04章_电位分析法

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1、第四章电位分析法仪器分析使用教材：朱明华编主讲教师：涂逢樟第一节电化学分析法概述一、什么是电化学分析?定义:应用电化学的基本原理和实验技术，利用物质的电学或电化学性质来进行分析的方法称之为电化学分析法。通常是使待分析的试样溶液构成一个化学电池（原电池或电解池），通过测量所组成电池的某些物理量（与待测物质有定量关系）来确定物质的量。如：电位分析法(SeeFig.)。二、电化学分析中某些基本概念和术语（补充）1.电化学分析法的理论基础——化学电池A.原电池：将化学能转变成电能装置。电化学分析法概述①．组成：以铜银原电池为例.Cu极：Cu==Cu2++2e-Ag极：Ag++e-==Ag

2、电池反应：Cu+2Ag+==2Ag+Cu2+（反应自发进行）[讨论：盐桥的作用？维持溶液中各部分保持电中性；消除液接电位]电化学分析法的理论基础——化学电池液体接界电位：在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率而引起。液接电位的产生盐桥：饱和KCl溶液中加入3%琼脂；K+、Cl-的扩散速度接近，液接电位保持恒定1-2mV。电化学分析法的理论基础——化学电池②．阳极、阴极、正极、负极规定：凡起氧化反应的电极称为阳极，凡起还原反应的电极称为阴极。外电路电子流出的电极为负极，电子流入的电

3、极为正极。[阳极≠正极，阴极≠负极]③．电池的表示方法（阳极）Cu│CuSO4(0.02mol/L)┋┋AgNO3(0.02mol/L)│Ag（阴极）电动势：E电池=E右-E左B.电解池：将电能转变为化学能的装置。电池反应：2Ag+Cu2+===Cu+2Ag+反应不能自发进行，必须外加能量，即电解才能进行。（阳极）AgNO3(0.02mol/L)│Ag┋┋Cu│CuSO4(0.02mol/L)（阴极）电动势定义为负值。阳极=正极，阴极=负极电化学分析法的理论基础——化学电池电化学分析中某些基本概念和术语2．电极电位及其测量A.电极电位：金属电极与溶液接触的界面之间的电势差。B.测定

4、：测定时，规定以标准氢电极作负极与待测电极组成电池，即(-)标准氢电极SHE┋┋待测电极(+)测得此电池的电动势，就是待测电池的电位。3．指示电极、工作电极与参比电极A.指示电极：在原电池中，借以反映离子活度的电极。即电极电位随溶液中待测离子活度的变化而变化，并能指示待测离子活度。B.工作电极：在电解池中，发生所需要电极反应的电极。C.参比电极：电极电位稳定且已知，用作比较标准的电极。电化学分析中常用的参比电极是：SCE和Ag/AgCl电极。参比电极甘汞电极电极反应：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）KCl电极电位（25℃）：电极内溶液的Cl

5、-活度一定，甘汞电极电位固定。表甘汞电极的电极电位（25℃）温度校正，对于SCE，t℃时的电极电位为：Et=0.2438-7.6×10-4(t-25)（V）参比电极银-氯化银电极：温度校正，（标准Ag-AgCl电极），t℃时的电极电位为：Et=0.2223-6×10-4(t-25)（V）银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。电极反应：AgCl+e-==Ag+Cl-半电池符号：Ag，AgCl（固）KCl电极电位（25℃）：EAgCl/Ag=EAgCl/Ag-0.059lgaCl-表银-氯化银电极的电极电位（25℃）电化学分析法概述三、电化学分析

6、法的类别第一类电分析化学法是通过试液的浓度在某一特定实验条件下与化学电池中某些物理量的关系来进行分析的。属于这类分析方法的有：电位分析法（电位），电导分析法（电阻），库仑分析法（电量），伏安分析法（i—E关系曲线）等。第二类电分析化学法是以电物理量的突变作为滴定分析中终点的指示，所以又称为电容量分析法。属于这类分析方法的有：电位滴定，电导滴定，电流滴定等。第三类电分析化学法是将试液中某一个待测组分通过电极反应转化为固相，然后由工作电极上析出物的质量来确定该组分的量。称为电重量分析法（电子做“沉淀剂”），即电解分析法。电化学分析法概述三、电化学分析法的特点及应用:1.灵敏度、准确度高

7、：适应与痕量甚至超痕量物质的分析。测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。2.仪器装置较为简单，操作方便,易于实现自动化：尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。3.选择性好，分析速度快：4.应用范围广，能适应多种用途：可用于无机离子的分析，测定有机化合物也日益广泛（如在药物分析中）；可应用于活体分析（如用超微电极）；能进行组成、状态、价态和相态分析；可用于各种化学平衡常数的测定一级化学反应机理和历程的研究。第二节　电位分析法原理1．什么是电位分析法？电化