第8章电化学分析法导论.doc

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1、第8章电化学分析法导论(ChapterIntroductiontoElectrochemicalAnalysis)（2学时）教学目的和要求：1.了解电化学分析法的概念及分类。2.了解电化学分析中常用的电极和分类。3.熟悉自发电池和电解池。4.掌握电极电位的计算方法。5.了解扩散电位（液接电位和盐桥的作用）。6.了解电解现象。7.掌握分解电压、析出电位、过电压过电位的概念。8.学会析出电位和分解电压的计算。教学要点和所涵盖的知识点：电化学分析法的概念及分类；常用的电极和分类，自发电池和电解池；电极电位的计算方法，扩散电

2、位（液接电位和盐桥的作用）；电解现象（分解电压、析出电位、过电压、过电位）。重点和难点：电解现象（分解电压、析出电位、过电压、过电位）。一定义和内容（一）定义电化学分析法也称为电分析化学，尽管存在不同意见，一些著名学者还是提出了大多数人可接受的定义。50年代，I.M.Kolthoff提出：ElectroanalyticalChemistryastheapplicationofelectrochemistrytoanalyticalchemistry。80年代，由于分析化学的快速发展，电分析化学的内容的扩充和更新，这一

3、定义不能准确适应，J.A.Plambeck修正了这一定义：Electroanalyticalchemistryisthatbranchofchemicalanalysisthatemployselectrochemicalmethodstoobtaininformationrelatedtotheamounts,properties,andenvironmentsofchemicalspecies.在我国早期引用Kolthoff的定义。80年代后，提出的中文定义为：“依据电化学和分析化学的原理及实验测量技术来获取物质

4、的质和量及状态信息的一门科学。”（二）内容概括为：成分分析和形态分析；动力学和机理分析；表面和界面分析等方面的内容。现有方法约200种。在科学研究、工农业生产，几乎处处都有电分析方法的应用。（三）按电极反应本质分类（IUPAC建议方法）。（1）既无双电层，也无电极反应。电导法，电导滴定法等。（2）有双电层无电极反应。微分电容，非法拉第法等。（3）有电极反应。A．电解电流=0B．电解电流≠0这类方法,IUPAC建议，划分成三类（1）施加恒定激发信号，（2）施加可变的大振幅激发信号，（3）施加小振幅度激发信号。第二节化学

5、电池一．原电池负极Zn＝Zn2+＋2e-(发生氧化反应)正极Cu2+＋2e-＝Cu（发生还原反应）总反应Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu自发地将化学能转变成电能两个条件:1.反应物中的氧化剂和还原剂须分隔开来，不能使其直接接触；2.电子由还原剂传递给氧化剂要通过溶液之外的导线（外电路）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。电极的正和负是由两电极二者相比较，正者正，负者为负。也就是说，阳极不一定是正极，负极也不一定是阴极。二、电解池阴极Zn2+＋2e-=Zn阳极Cu＝Cu2+＋2e-总反应：Zn2+＋C

6、u＝Cu2+＋Zn将外电源接到Cu—Zn原电池上，如果外电源的电压稍大于Cu－Zn原电池的电动势，且方向相时，则外电路电子流动方向只能按外电源的极性而定。此时，两极的电极反应与原电池的情况恰恰相反。三.电池的表示方法原电池原电池Zn

7、ZnSO4(xmol/L)

8、

9、CuSO4(ymol/L)

10、Cu电解池Cu

11、CuSO4(ymol/L)

12、

13、ZnSO4(xmol/L)

14、Zn电池电动势E电池=φ右-φ左写电池式的规则：（1）左边电极进行氧化反应，右边电极进行还原反应。（2）电极的两相界面和不相混的两种溶液之间的界面、都用单竖

15、线“︱”表示。当两种溶液通过盐桥连接时，已消除液接电位时，则用双竖线“‖”表示。（3）电解质位于两电极之间。（4）气体或均相电极反应，反应本身不能直接作电极，要用惰性材料作电极，以传导电流，在表示图中要指出何种电极材料（如Pt,Au,c等）。（5）电池中的溶液应注明浓（活）度，如有气体则应注明压力，温度，若不注明系指摄氏25oC和1大气压。第三节电极电位与液体接界电位一、电极电位 (一)定义:一个化学电池包括有各种物质相的接触，如固体—溶液、溶液—溶液、固体—固体、溶液—气体等。在两相接触的界面上，它们的性质与相内是

16、不同的。无论是哪种相间的接触，在它们的界面上都存在着电位差。两不同物相间的电位差，称为电极电位。(二)电极电位的产生1带电质点在两相间的转移2某些阳离于或阴离子在相界面附近的某一相内选择性吸附。3不带电的偶极质点（如有机极性分子和小偶极子）在界面附近的定向吸附.(三)标准电极电位在298.15K时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于1时的电