电化学分析导论ppt课件.ppt

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1、“分析化学”之电化学分析法1 电化学分析导论2电位分析法3电解分析法4极谱（伏安）分析法5电分析新技术1.电分析化学导论1.1 电分析化学定义和内容(1)定义换言之，就是说什么叫电分析化学？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

2、充和更新，这一定义不能准确适应，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

3、及实验测量技术来获取物质的质和量及状态信息的一门科学。（2）内容至少可概括为：1)成分分析和形态分析；2)动力学和机理分析；3)表面和界面分析等。现有电分析方法约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。1.2电分析方法的分类有三种分类方法(1)经典方法：按原理命名，划分为五大类1）电导分析（G=1/R），2）电位分析（E=k+SlogC），3）库分析（Q=nFM），4)电解分析（就指电重量方法），5）伏安和极谱法（i=kc）。(2)按激发信号分类：1）电位激发（计时电流，伏安和极谱

4、，库仑），2）电流激发（计时电位，恒流电解，库仑等），3）滴定剂激发（滴定方法等）。(3)按电极反应本质分类（IUPAC推荐方法）。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。1.3发展历史与展望发展历史可概适为四阶段(1)初期阶段，方法原理的建立1801年W.Cruikshank，发现金属的电

5、解作铜和银的定性分析方法。1834年M.Faraday发表“关于电的实验研究”论文，提出Faraday定律Q=nFM。1889年W．Nernst提出能斯特方程。1922年，J．Heyrovsky，创立极谱学。1925年，志方益三制作了第一台极谱仪。1934年D．Ilkovic提出扩散电流方程：Id=kc(2)电分析方法体系的发展与完善电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？就是上述三大定量关系的建立。50年代，极谱法灵敏度，和电位法pH测定传导过程没有很好解决。(3)近代电分析方法固体电子线路出现，从仪器上

6、开始突破，克服充电电流的问题，方波极谱，1952G．C．Barker提出方波极谱。1966年S．Frant和J．Ross提出单晶（LaF3）作为F选择电极，“膜电位”理论建立完善。其它分析方法，催化波和溶出法等的发展，主要从提高灵敏度方面作出贡献。(4)现代电分析方法时间上体现“快”，空间上体现“小”与“大”。1）化学修饰电极（chemicallymodifiedelectrodes）这种技术是20世纪80年代发展起来的。2）生物电化学传感器（Bioelectrochemicalsensor）3）光谱电化

7、学方法（Electrospectrochemistry）R.N.Adams的idea,T.Kuwana(实现idea,1964年Nesa玻璃)4）超微电极（Ultramicroelectrodes）、芯片电极（chipelectrode)5）另一个重要内容是微型计算机的应用，使电分析方法产生飞跃。(Electrochemicalworkstation)1.4基础概念与重要术语(1)双电层(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。如图15－1，如果导体

8、电极带正电行会对溶液中的负离子产生吸引作用同时对正离子也有一定的排斥作用。结果在靠近电极附近呈现出如图15—1中的浓度分布。紧密层(IHP)存在静电作用和其它较静电作用更强的作用（如特性吸附、键合等），将出现电荷过剩，即阴离子总数超过阳离子总数；分散层(OHP）只有静电引力的作用在此区域内也有电荷过剩；这种结构称为双电层。而在此以外，超出了静电引力的作用范围或者因其作用力太小可以忽略不计将不再有电荷过剩现象。IHPOHP扩散层