仪器分析第2章电化学分析法.ppt

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1、第一章电化学分析法电位分析法*什么是电化学分析应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。电化学分析法的重要特征（1）直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。（2）依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法：如电位、电导分析法；（3）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。一、基本概念和术语*电化学电池电极：将金属放入对应的溶液后所组成的系统。化学电池：由两支电极构成的系统；化学能与电能的转换装

2、置；电化学分析法中涉及到两类化学电池：原电池：自发地将化学能转变成电能；电解电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。电池工作时，电流必须在电池内部和外部流过，构成回路。溶液中的电流：正、负离子的移动。*原电池阳极：发生氧化反应的电极（负极）阴极：发生还原反应的电极（正极）阳极≠正极阴极≠负极电极电位较正的为正极*电解电池阳极：发生氧化反应的电极（正极）；阴极：发生还原反应的电极（负极）；阳极=正极阴极=负极电极(Electrode):阳（阴）极：发生氧化（还原）反应的电极；化学定义正（负）极：电势较高（低

3、）的电极；物理定义原电池（Primarycell）：正极=阴极；负极=阳极Cu(s)CuSO4(aq)‖AgNO3(aq)Ag(s)(-)Cu

4、

5、Cu(+)阴极阳极电解池（Electrolyticcell）：正极=阳极；负极=阴极放电充电*电池的表达式Zn

6、Zn2+(0.1mol/L)

7、Cu2+(1mol/L)

8、Cu用盐桥后Zn

9、Zn2+(0.1mol/L)

10、

11、Cu2+(1mol/L)

12、Cu

13、表示由电势差产生。用于两相界面不相混的两种溶液之间。左边：氧化反应，负极右边：还原反应，正极

14、

15、用盐桥连接，消除液接电位。溶液位于两电极之

16、间。*电池电动势E电池＝E右－E左Zn

17、Zn2+(0.1mol/L)

18、

19、Cu2+(1mol/L)

20、CuZn+Cu2+＝Cu+Zn2+正，该反应自发进行。－－－原电池Cu+Zn2+＝Zn+Cu2+负，该反应不能自发进行，必须外加能量。－－电解池*电极电位a0_氧化态活度aR还原态活度电池电动势：由组成电池的两个电极计算得出。电极电位：统一以标准氢电极(SHE)作为标准，人为规定它的电极电位为零，并且将氢电极作为负极。标准氢电极

21、

22、待测电极*电位符号规定：规定半反应写成还原过程：Ox+ne＝RedCu2++2e＝CuZn2++2e＝Zn

23、电极电位的符号：电极与标准氢电极组成电池时，电极所带静电荷的符号。*电极的分类指示电极和工作电极：其电极电位反应离子或分子浓度的变化。参比电极：在测量过程中，其电位基本不发生变化。辅助电极或对电极：电流过大时，提供电子传导的场所。*电位分析法分类电位分析法按应用方式可为两类：直接电位法:电极电位与溶液中电活性物质的活度有关，通过测量溶液的电动势，根据能斯特方程计算被测物质的含量；电位滴定:分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分

24、析法最活跃的研究领域之一。13分类直接电位法（DirectPotentiometry）测量电池电动势来确定指示电极的电位，据Nernst方程，由所测得的电位值得出被测物质的含量（适合微量组分测定）。双电极电位测定装置复合单电极电位测定装置14分类电位滴定法（PotentiomtricTitration）测量滴定过程中电池电动势的变化来确定终点的滴定分析法(适合常量组分测定)。全自动电位滴定仪电位滴定装置*二、电位分析原理电位分析是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差（电池电动势）所进行的分析测定。ΔE=E+-E-+E液接电位装置：

25、参比电极、指示电极、电位差计；当测定时，参比电极的电极电位保持不变，电池电动势随指示电极的电极电位而变，而指示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变。有金属基指示电极和离子选择性电极等。*电位分析的理论基础理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间的定量关系）。对于氧化还原体系：Ox+ne-=Red对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：甘汞电极：Hg，Hg-Hg2Cl2，Kcl溶液电极反应：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-半电池符号：KClHg(l)+Hg2Cl2(s)电极电位（25℃）：电极电位与氯离子活度负相关

26、。电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。常用参比电极(RE)：要求：电位值已知且恒定，受外界影响小，没有温度或浓度滞后现象重现性和稳定性好表甘汞电极的电极电位（25℃）银-氯化银参比电极:Ag/AgCl/KCl银丝镀上一层棕黑