1.电化学法概要及电位分析法原理

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1、仪器分析课程讲义第五章电位分析法内容电化学分析法概要电化学分析法定义、特点及分类电位分析法基本原理化学电池、电极电位及电位测定法原理pH测定原理与方法第一节电化学分析法概要一.电化学分析(electrochemicalanalysis）：根据物质在溶液中的电化学性质及其变化测定物质组成及含量的分析方法。特征:直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，来研究、确定参与反应的化学物质的量。。根据所测电池的电物理量性质不同分为1电导分析法：以测量溶液的电导为基础的分析方法。直接电导法：直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。电导滴

2、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。二、电化学分析法的基本分类2电解分析法：在恒电流或控制电位的条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定，也称电重量法。3电位分析法：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，计算被测物质的含量;电位滴定: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。4伏安分析法和极谱分析法：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库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电

3、解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。三、电化学分析法的特点1灵敏度、准确度高被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。2电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；有机电化学分析；药物分析；活体分析。一、化学电池：一种电化学反应器，由两个电极插入适当电解质溶液中组成。化学电池是化学能与电能互相转换的装置。无论是原电池还是电解池，它们都由两个电极插入电解质溶液中构成。（一）分类：1．原电池：将化学能转化为电能的装置（自发进行

4、）应用：直接电位法，电位滴定法第二节、电位分析法基本原理电极反应阳极（-）Zn极Zn–2eZn2+（氧化反应）阴极（+）Cu极Cu2++2eCu（还原反应）电池的电极反应阳极：发生氧化反应的电极(负极)；阴极：发生还原反应(正极)；表示形式：1）溶液注明活度2）用︱表示电池组成的每个接界面3）用‖表示盐桥，表明具有两个接界面4）发生氧化反应的一极写在左,发生还原反应的一极写在右(-)Zn︱Zn2+(1mol/L)‖Cu2+(1mol/L)︱Cu（+）2．电解池：将电能转化为化学能的装置（非自发进行）应用：电导滴定法、伏安分析法阳

5、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)；电极反应——外加电压（+）Ag︱Ag+(1mol/L)‖Cu2+(1mol/L)︱Cu（-）（-）Cu极Cu2++2eCu（还原反应）（+）Ag极Ag-eAg+（氧化反应）电池反应Cu2++2AgCu+2Ag+⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属；电解法制备化工原料；电镀法保护和美化金属；氧化着色等。⒉电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。⒊电分析⒋生物电化学二、化学电池的用途三、电极电位1.平衡电极电位金属带负电，溶液带正电，形

6、成双电层。在电极与溶液的两相界面上，存在的电位差即为电极的电极电位。2.电极电位理论基础：电极电位与溶液中待测离子间的定量关系——能斯特方程对于氧化还原体系：Ox+ne-=RedZn2++2eZnE—平衡电极电位E0—标准电极电位R—气体常数F—法拉第常数a-氧化态及还原态物质的活度对于金属电极（还原态为金属，活度为1）：式中aMn+为金属离子Mn+的活度3.电极电位国际上规定标准氢电极为标准电极，并规定在任何条件下，标准氢电极的电势为零。将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电位差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电

7、位高的为正，反之为负；Pt

8、H2(101325Pa),H+(1mol/dm)

9、

10、Ag2+(1mol/dm)

11、Ag电位差：+0.799V；银电极的标准电极电位：+0.799V4、参比电极①标准氢电极（SHE）：电极反应2H++2e→H2②甘汞电极：Hg和甘汞，及一定浓度KCl溶液电极表示式Hg︱Hg2Cl2(s)︱KCl(xmol/L)电极反应Hg2Cl2+2e→2Hg+2Cl-甘汞电极的电极电位（25℃）电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。③银-氯化银电极：银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银

12、-氯化银电极。电极表示式Ag︱AgCl︱Cl-(xmol/l)电极反应式AgCl+e→Ag+Cl-银-氯化银电极的电极电位（25℃）**对参比电极的要求：a.电极电位稳定，可逆性好b.重现性好，使用方便，寿命长由于氢电极的技术要求高，实际上用易制备、使用方便且电