电化学导论武汉大学ppt课件.ppt

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1、电分析化学导论Electroanalyticalchemistryisthatbranchofchemicalanalysisthatemployselectrochemicalmethodstoobtaininformationrelatedtotheamounts,properties,andenvironmentsofchemicalspecies.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。1.电分析化学方法的特点（1）灵敏度、准确度高，选择性好被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。（2）电

2、化学仪器装置较为简单，操作方便直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。（3）应用广泛传统电化学分析：无机离子的分析；测定有机化合物也日益广泛；有机电化学分析；药物分析；电化学分析在药物分析中也有较多应用。活体分析。2.电化学分析的应用领域applicationfieldsofelectrochemicalanalysis1.化学平衡常数测定2.化学反应机理研究3.化学工业生产流程中的监测与自动控制4.环境监测与环境信息实时发布5.生物、药物分析6.活体分析和监测（超微电极直接刺入生物体内）(1)伏安法与极谱法伏安分析：

3、通过测定特殊条件下电解的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。极谱分析：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。3.电分析化学方法分类(2)电位分析法直接电位法: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。(3)电解和库仑分析法电重量分析法：电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。库仑分析法：依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法。库仑滴定：恒电

4、流下电解产生的滴定剂与被测物作用。(4)电导分析法a.普通电导分析原理：依据溶液电导与电解质关系；应用：高纯水质分析，酸雨监测；b.电导滴定法4.电化学基本知识介绍4.1电化学池原电池负极:发生氧化反应的电极正极:发生还原反应的电极自发地发生电极反应将化学能转变成电能；电解池阳极：发生氧化反应的电极（正极）；阴极：发生还原反应的电极（负极）；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。在两种不同电解质的溶液或两种不同浓度的同种电解质溶液接触界面上，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

5、的迁移速率而引起。采用盐桥可以消除或忽略液接电位。4.2法拉第过程和非法拉第过程在电极上发生的氧化还原反应遵循法拉第电解定律，称为法拉第过程，产生的电流称为法拉第电流。在一定条件下，由于热力学或动力学原因，可能没有电荷转移反应，而仅发生吸附和脱附，电极/溶液界面的结构可以随电位或溶液组成的变化而改变，称为—非法拉第过程。MichaelFaraday迈克尔·法拉第是给19世纪的科学打上深刻印记的大科学家.1791年9月22日出生在英国的萨利。父亲詹姆斯·法拉第是一位手工工人，母亲照顾家务。由于家境贫寒，法拉第童年时生活很清苦.法拉第从来没有进过学

6、校，他识字是自学的,从11岁当报童，一直当到16岁。他觉得卖报这个差事对他很合适，因为在闲暇时可以看各种报纸，学习知识，看完的报还可以卖掉。卖报5年，他走遍了英国几个城市的大街小巷。这种工作，虽地位低下，但也能锻炼人。几年的卖报生涯，使法拉第阅历很广，有胆有识，十分机警。英国著名电化学家戴维和其他知名专家经常在英国皇家学院讲演会上作学术报告，听讲的人很自由，什么人都可以去。法拉第在工作之余经常去听这些学术报告。戴维的报告深深吸引了法拉第，戴维熟练的实验演示，使他十分敬佩。他将自己对电的一些想法写信告诉了戴维，他在信中提出：“电解作用，很可能存在

7、着某种严格的数量关系。”戴维发现了法拉第的才能，决定录用他为自己的助手。法拉第通过对这一现象的深入研究，发现了电磁感应定律，这一定律是现代电磁学的基础，但由于他的数学基础比较差，没有能对这一现象概括出严格的定量关系。1829年戴维去世以后，法拉第专心研究电化学的问题，经研究发现：当电流通过电解质溶液时，两极上会同时出现化学变化。法拉第通过对这一现象的定量研究，发现了电解定律.电解定律的发现，把电和化学统一起来了，这使法拉第成了世界知名的化学家。1867年8月28日，法拉第在伦敦病逝。4.3电极/溶液界面双电层4.3.1双电层的结构及性质双电层(

8、ElectricalDouble-Layer)当电极插入溶液中后，在电极和溶液之间便有一个界面。如果导体电极带正电会对溶液中的负离子产生吸引作用,同时