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1、第三章环境中的电分析技术前言环境电分析化学化学污染物的监测应及时、准确、全面地反映环境质量和污染源现状及发展趋势,为环境管理和规划、污染防治提供科学依据。目前,GC、HPLC、FT-IR、GC/MS等方法已用于有机污染物的测定;原子吸收、ICP-MS、X-荧光光度法、比色、离子色谱等方法用于无机污染物的测定。这些方法普遍存在仪器比较贵,运行费用高,不易携带等缺点,在连续监测及现场测定等方面受到很大限制.电化学技术具有仪器设备简单,易自动化,便于携带，灵敏度和准确度高,选择性好,及运行费用远远低于上述光谱法和色谱法的特点，更具实用性，在现代环境分析中得到了更广泛的推广，决定了其在环境分
2、析中的重要地位。一般通过电位法、库仑法、电流法、电导法等技术测定电化学敏感的污染物。与气相色谱、原子吸收光谱相比,它们的应用虽然较少,但是优势在于和其它技术的联用。例如,电化学检测器与毛细管电泳、离子色谱组成的仪器已取得可观的改进和应用;电化学检测器与流动注射分析体系联用在分析大批量样品方面更具优势。§1电分析方法概述电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成，两电极用外电路接通。在两个电极上发生氧化还原反应，电子通过连接两电极的外电路从一个电极流到另一个电极。根据溶液的电化学性质（如电极电位、电流、电导、电量等）与被测物质的化学或物理性质（ 如电解质溶液的化学组成 、浓度、氧化态
3、与还原态的比率等）之间的关系，将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。电化学分析（定义）:将化学变化与电的现象紧密联系起来的学科便是电化学。应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电化学分析或电分析化学。电化学分析法的重要特征: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。依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:如电位分析法‥‥‥。依据应用方式不同可分为：直接法和间接法（仪器作为滴定终点指示装置）。电化学分析法的特点:灵敏度、准确度高，选择性好，应用广泛。被测
4、物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。电化学仪器装置较为简单，操作方便,尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。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。电化学分析方法分类5.极谱法和伏安法4.库仑分析法3.电解分析法2.电位分析法1.电导分析法电导分析法：以测量溶液的电导为基础的分析方法。1．电导分析法电导滴定法：是通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被测物质的含量。直接电导法：是直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。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；2．电位分析法包括：直接电位法和电位滴定法电位分析法：用一指示电极和一
5、参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。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。2．电位分析法在恒电流或控制电位条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。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。3.电解分析4.库仑分析法库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。可分为：控制电位库
6、仑分析法和库仑滴定法控制电位库仑分析法：直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。库仑滴定法：用恒电流在100%的电流效率下进行电解，使电解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。4.库仑分析法两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。5．极谱法和伏安法伏安法：使用表面静止的液体或固体电极，称为伏安法。极谱法：使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，称为极谱法。交流示波滴定装置§2电化学分析方法3-2电分析方法.ppt§3电化学
7、方法在环境中应用3.1电化学方法分析环境污染物电位法在痕量金属形态分析方面,电位法的应用最为有效,常用的技术有循环伏安法(CV)、微分脉冲阳极溶出伏安法和离子选择性电极(ISE)等。ISE电位法有区别各离子形态的功能,其灵敏度还有待改进。ISE常用于测定饮用水、河水、江口、污水、锅炉水、冷凝水和海水中的F-、NO-3、氰化物、亚硫酸盐、氨、铵盐及金属离子等。它简便,运行费用低,可以直接检测对光度法和滴定法无法检查的带颜色的环境样品。水中铜离子的测定就是其中
