仪器分析电化学课件.ppt

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1、第一章电化学分析法ElectrochemicalAnalysis第一节概述1、分类电化学分析法是基于电化学原理与物质的电化学性质而建立的一种分析方法。分为三种类型：(1)根据特定条件下溶液中离子浓度与电化学电池中某一电参量（电导、电位、电流、电量）之间的关系建立的分析方法；(2)通过化学电池中某一电参数突变来指示容量分析终点的方法；(3)通过电极反应将试样中待测组分转化为固相析出而与其它组分分离的方法。为了实现这三类方法，最常用的电化学分析法是：1、电导分析法2、电位分析法（与离子选择性电极法）3、

2、电解与库仑分析法4、极谱与伏安分析法5、电化学传感器2、基本仪器设备电化学分析系统计算机系统电导电位电流3.原电池和电解池在化学电池内，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。阳极和阴极上所发生的氧化还原反应如下：在阳极上　　ZnZn2++2e在阴极上　　Cu2++2eCu在上述化学电池内，单个电极上的反应称为半电池反应。若两个电极没有用导线连接起来，半电池反应达到平衡状态，没有电子输出；当用导线将两个电极连通构成通路时，有电流通过，构成原电池。为了简化起见，常用符号来表示化学电

3、池。习惯：将阳极写在左边，阴极写在右边。两边的垂线表示金属与溶液的相界。此界面上存在的电位差，称为电极电位。中间的垂线表示不同电解质溶液的界面。该界面上的电位差，称为液体接界电位。它是由于不同离子扩散经过两个溶液界面时的速度不同导致界面两侧阳离子和阴离子分布不均衡而引起的。若两电解质溶液用盐桥连接，则用两条垂线表示，用这样两条线表示液体接界电位已完全消除。原电池的电动势为：式中，E阴是阴极电极电位，E阳是阳极电极电位，Ej是液体接界电位，IR是溶液的电阻引起的电压降。VAiv理论分解电压实际分解电压

4、反电动势IR降液接电位超电压电解池的工作原理：3、电化学分析的特点：1、仪器简单，价格较光学分析仪器便宜；2、灵敏度高，如极谱分析可达10-12M；电化学分析的关键是电极：Pt电极系统——电解分析和库仑分析离子选择性电极——电位分析和电位型传感器滴汞、铂碳或微铂电极——极谱与伏安分析、电流型传感器由于电导分析比较简单，教材没有讲。电导分析的一个重要用途是测量水的纯度。如果水的纯度达到18M，则认为是高纯水。+—纳米传感F.Favieretal.,Science,293:2227,2001Hydrog

5、enSensors/PalladiumMesowireArraysJ.Kongetal.,Science,287:622,2000AFMimageofametal/S-SWNT/metalsampleusedfortheexperiments.Nanotubediameteris~1.8nm.Themetalelectrodesconsistof20-nm-thickNi,with60-nm-thickAuontop.Semi-conductingNanotubeMolecularWiresasCh

6、emicalSensorsforNH3andNOx.Y.Cuietal.Science,293:1289,2001Electronically-basedNano-sensorsforHighlySensitiveandSelectiveDetectionofChemicalSpecies纳米传感第二节电位分析法一、化学电池与电极电位ZnCuZn

7、ZnSO4(xmol/L)

8、

9、CuSO4(ymol/L)

10、CuE电池=E阴–E阳+Ej-IRE=Eo+0.059/nlgn+e当Cu2+溶液的浓度确定后

11、，根据电动势的改变，即可确定Zn2+溶液浓度的变化。问题1、如果要测定H+离子，应该用什么电极？2、如果要测定药物或蛋白质，应该用什么电极？二、玻璃膜电极实验发现，插在两个具有不同pH值的溶液间的薄而导电的玻璃薄膜两侧有电位差现象，这一电势可以通过在每个溶液中各放一支参比电极的方法加以测量。玻璃薄膜a1a2饱和甘汞电极Ag-AgCl电极玻璃薄膜a1a2饱和甘汞电极Ag-AgCl电极60年代，根据这一原理，人们设计了pH电极：a1a2采用这一装置，两参比电极间的电位差与H+活度间的关系是：’’为什么一

12、个玻璃薄膜能对pH产生特殊响应？H+Na+H+Na+H+Na+H+Na+H+Na+Na+H+Na+Na+H+Na+Na+H+a1Ha2H干玻璃膜0.1mmH+浓差梯度导致扩散电位问题这种电极能否用于Na+的响应?当[H+]>>[Na+]KH/NabNa可以忽略.当[Na+]浓度很大时,出现误差,称为钠差.KH/Na称为选择性系数i——表示待测离子J——表示共存离子Kij——称为选择系数选择性系数越小，表示电极对该待测离子选择性越好。根据这一原理,又设计了多种离子选择性