電化學(xué)分析法概述ppt課件

1、第四章 電化學(xué)分析法 第一節(jié)第一節(jié) 電化學(xué)分析法電化學(xué)分析法 概概 述述4.1.1 概述概述4.1.2電化學(xué)分析常用電化學(xué)分析常用的儀器及用途的儀器及用途 4.1.3電化學(xué)分析的根電化學(xué)分析的根本原理本原理 本章教學(xué)根本要求本章教學(xué)根本要求 了解各種電化學(xué)分析方法的根本原理、特點(diǎn)及其運(yùn)用價(jià)值，各類電極的原理、構(gòu)造。 熟習(xí)電化學(xué)分析法的分類。 掌握各種離子選擇性電極的特性、構(gòu)造及測(cè)定原理，離子選擇性電極的選擇性系數(shù)的意義和作用。 掌握電位分析法的根本原理，直接電位法的相關(guān)計(jì)算。 掌握電位滴定終點(diǎn)確實(shí)定方法及相關(guān)計(jì)算。 4.1.1 概概 述述 什么是電化學(xué)分析 ? 定義：運(yùn)用電化學(xué)的根本原理和實(shí)驗(yàn)

2、技術(shù)，根據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來測(cè)定物質(zhì)組成及含量的分析方法稱之為電化學(xué)分析或電分析化學(xué)。 電化學(xué)分析法的重要特征：直接經(jīng)過測(cè)定電流、電位、電導(dǎo)電化學(xué)分析法的重要特征：直接經(jīng)過測(cè)定電流、電位、電導(dǎo)、電量等物理量，在溶液中有電流或無(wú)電流流動(dòng)的情況下，來研、電量等物理量，在溶液中有電流或無(wú)電流流動(dòng)的情況下，來研討、確定參與反響的化學(xué)物質(zhì)的量。討、確定參與反響的化學(xué)物質(zhì)的量。 根據(jù)測(cè)定電參數(shù)分為：電位分析法、電導(dǎo)分析法等；根據(jù)測(cè)定電參數(shù)分為：電位分析法、電導(dǎo)分析法等；根據(jù)運(yùn)用方式不同可分為：直接法和間接法。根據(jù)運(yùn)用方式不同可分為：直接法和間接法。電化學(xué)分析法的特點(diǎn)電化學(xué)分析法的特點(diǎn): : 靈敏度、準(zhǔn)確度

3、高，選擇性好，運(yùn)用廣泛。 被測(cè)物質(zhì)的最低量可以到達(dá)10-12 molL-1數(shù)量級(jí)。 電化學(xué)儀器安裝較為簡(jiǎn)單，操作方便，尤其適宜于化工消費(fèi)中的自動(dòng)控制和在線分析。 傳統(tǒng)電化學(xué)分析：無(wú)機(jī)離子的分析； 測(cè)定有機(jī)化合物也日益廣泛； 現(xiàn)代電化學(xué)分析； 電化學(xué)分析在藥物分析中也有較多運(yùn)用。 運(yùn)用于活體分析。電化學(xué)分析法的分類電化學(xué)分析法的分類1. 1. 電位分析法電位分析法 直接電位法：電極電位與溶液中電活性物質(zhì)的活度有關(guān)。 電位滴定：用電位丈量安裝指示滴定分析過程中被測(cè)組分的濃度變化。 研制各種高靈敏度、高選擇性的電極是電位分析法最活潑的研討領(lǐng)域之一。溶液電動(dòng)勢(shì)溶液電動(dòng)勢(shì) 電極電極 能斯特方程能斯特方程

4、 物質(zhì)的含量物質(zhì)的含量濃度變化濃度變化電極電極滴定曲線滴定曲線計(jì)量點(diǎn)計(jì)量點(diǎn)2.2.電解與庫(kù)侖分析法電解與庫(kù)侖分析法電解分析電解分析: : 在恒電流或控制電位的在恒電流或控制電位的條件下，被測(cè)物在電極上析條件下，被測(cè)物在電極上析出，實(shí)現(xiàn)定量分別與測(cè)定的出，實(shí)現(xiàn)定量分別與測(cè)定的目。目。電分量分析法電分量分析法: : 電解過程中在陰極電解過程中在陰極上析出的物質(zhì)量通?？梢杂蒙衔龀龅奈镔|(zhì)量通常可以用稱量的方法來確定。稱量的方法來確定。庫(kù)侖分析法庫(kù)侖分析法: : 根據(jù)法拉第電解定律，由電解過程中電極上經(jīng)過的電荷量來確定電極上析出的物質(zhì)質(zhì)量。電流滴定或庫(kù)侖滴定： 在恒電流下，電解產(chǎn)生的滴定劑與被測(cè)物作用。

5、3. 極譜法與伏安分析極譜法與伏安分析 伏安分析：經(jīng)過測(cè)定特殊條件下的電流-電壓曲線來分析電解質(zhì)的組成和含量的一類分析方法的總稱。 極譜法：運(yùn)用滴汞電極的一種特殊的伏安分析法。4.1.2 電化學(xué)分析常用的儀器及用途電化學(xué)分析常用的儀器及用途pH計(jì)、離子計(jì)與電位分析儀計(jì)、離子計(jì)與電位分析儀 pH計(jì)也稱酸度計(jì)和離子計(jì)也稱酸度計(jì)和離子計(jì)都是用來丈量電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)都是用來丈量電池電動(dòng)勢(shì)的安裝，實(shí)踐上也就是電位計(jì)。安裝，實(shí)踐上也就是電位計(jì)。 pH計(jì)是一種根據(jù)電池電動(dòng)勢(shì)與溶液pH的關(guān)系而設(shè)計(jì)的專門用來測(cè)定溶液pH的電位計(jì)，可以由表頭刻度或數(shù)字顯示直接讀出pH。 電位分析安裝電位分析安裝 電位分析安裝 電位

6、滴定安裝2. 微庫(kù)侖儀微庫(kù)侖儀 微庫(kù)侖儀是根據(jù)電解原理和法拉第電解定律而設(shè)計(jì)的一種動(dòng)態(tài)的電解平衡安裝。在任務(wù)時(shí)，隨著試樣的參與而自動(dòng)電解產(chǎn)生滴定劑，與待測(cè)物作用并自動(dòng)累積電解反響耗費(fèi)的電量，然后根據(jù)耗費(fèi)的電量計(jì)算待測(cè)物的質(zhì)量。 有的儀器是專門為測(cè)定各種物質(zhì)中微量水分而設(shè)計(jì)的，稱為微量水分析儀。 3. 極譜儀極譜儀 以滴汞電極為電極的一種特殊伏安分析儀器。以滴汞電極為電極的一種特殊伏安分析儀器。 根本原理：在溶液堅(jiān)持靜止的情況下，電極上發(fā)根本原理：在溶液堅(jiān)持靜止的情況下，電極上發(fā)生快速的電解反響而在電極附近的溶液層構(gòu)成濃差極生快速的電解反響而在電極附近的溶液層構(gòu)成濃差極化景象，根據(jù)由此而構(gòu)成的電

7、壓化景象，根據(jù)由此而構(gòu)成的電壓- -電流曲線即伏安曲電流曲線即伏安曲線，經(jīng)過半波電位進(jìn)展定性，由極限分散電流進(jìn)展線，經(jīng)過半波電位進(jìn)展定性，由極限分散電流進(jìn)展定量。定量。 極譜儀在早期有較多運(yùn)極譜儀在早期有較多運(yùn)用，目前已很少運(yùn)用。用，目前已很少運(yùn)用。 4. 交流示波極譜儀交流示波極譜儀 以汞膜電極為指示電極，銀基汞電極或鎢電極為以汞膜電極為指示電極，銀基汞電極或鎢電極為參比電極，根據(jù)儀器顯示屏上顯示的參比電極，根據(jù)儀器顯示屏上顯示的dE/dT-EdE/dT-E曲線的變曲線的變化，快速顯示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，可以作為各種滴定分化，快速顯示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，可以作為各種滴定分析的終點(diǎn)顯示安裝，還可不經(jīng)過

8、分別進(jìn)展多種離子的析的終點(diǎn)顯示安裝，還可不經(jīng)過分別進(jìn)展多種離子的延續(xù)滴定，操作簡(jiǎn)單，方便。儀器型號(hào)主要有延續(xù)滴定，操作簡(jiǎn)單，方便。儀器型號(hào)主要有LS-1LS-1等。等。 5. 溶出伏安儀溶出伏安儀 溶出伏安分析儀是將恒電位電解富集與伏安分析結(jié)合在一同的分析儀器安裝。溶出伏安分析儀是將恒電位電解富集與伏安分析結(jié)合在一同的分析儀器安裝。電解富集后在電極上施加反向掃描電壓，待測(cè)物溶出構(gòu)成較大的電流，根據(jù)記錄的電解富集后在電極上施加反向掃描電壓，待測(cè)物溶出構(gòu)成較大的電流，根據(jù)記錄的伏安曲線上各個(gè)峰電流的大小可以同時(shí)對(duì)多種離子分別測(cè)定。伏安曲線上各個(gè)峰電流的大小可以同時(shí)對(duì)多種離子分別測(cè)定。該方法的靈敏度

9、很高，可測(cè)出該方法的靈敏度很高，可測(cè)出10-8 10-8 10-9 molL-110-9 molL-1的金屬離子。的金屬離子。 . 電導(dǎo)儀電導(dǎo)儀 電導(dǎo)儀是基于電學(xué)中的惠斯登電橋原理設(shè)計(jì)的丈量溶液電導(dǎo)電阻的倒數(shù)電導(dǎo)儀是基于電學(xué)中的惠斯登電橋原理設(shè)計(jì)的丈量溶液電導(dǎo)電阻的倒數(shù)的安裝。用兩支的安裝。用兩支PtPt電極作為任務(wù)電極，通常由兩小塊電極作為任務(wù)電極，通常由兩小塊PtPt片面對(duì)面固定在玻璃桿上構(gòu)片面對(duì)面固定在玻璃桿上構(gòu)成。成。 . 電化學(xué)任務(wù)站電化學(xué)任務(wù)站 電化學(xué)任務(wù)站，是目前運(yùn)用較為廣泛的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)安裝。將恒電位儀和相應(yīng)電化學(xué)任務(wù)站，是目前運(yùn)用較為廣泛的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)安裝。將恒電位儀和相應(yīng)的控制

10、軟件結(jié)合，功能強(qiáng)大且全面，能完成開路電位監(jiān)測(cè)、恒電位流極化、動(dòng)的控制軟件結(jié)合，功能強(qiáng)大且全面，能完成開路電位監(jiān)測(cè)、恒電位流極化、動(dòng)電位流掃描、循環(huán)伏安、恒電位流方波等多項(xiàng)測(cè)試功能，而運(yùn)用于各類電電位流掃描、循環(huán)伏安、恒電位流方波等多項(xiàng)測(cè)試功能，而運(yùn)用于各類電化學(xué)分析及教學(xué)領(lǐng)域?；瘜W(xué)分析及教學(xué)領(lǐng)域。儀器型號(hào)種類繁多，國(guó)產(chǎn)的有儀器型號(hào)種類繁多，國(guó)產(chǎn)的有LKLK、CSCS系列等等。系列等等。 4.1.3 電化學(xué)分析的根本原理電化學(xué)分析的根本原理1.1.化學(xué)電池與電化學(xué)分析安裝化學(xué)電池與電化學(xué)分析安裝 化學(xué)電池：原電池和電解電池?；瘜W(xué)電池：原電池和電解電池。 電化學(xué)根本安裝：兩支電極、電源、電化學(xué)根本安裝：兩支電極、電源、放大與顯示記錄安裝。放大與顯示記錄安裝。2. 電化學(xué)分析的根本原理電化學(xué)分析的根本原理 兩大類電化學(xué)分析方法： a.無(wú)電極反響：電導(dǎo)，電泳分析法等。運(yùn)用惰性鉑電極。 b.電極上有氧化復(fù)原反響發(fā)生：庫(kù)侖分析及伏安分析。電位分析原理： E = E+ - E-+ EL電位丈量： E外= E測(cè)：外電位隨兩支電極間電位變化。 I = 0 ：測(cè)定過程中并沒有電流流過電極。參比電極：電極電位不隨測(cè)定溶液和濃度變化。指示電極：電極電位那么隨丈量溶液和濃度不同而變化。由電池電動(dòng)勢(shì)的大小可以確定待測(cè)溶液的活度常用濃度替代大小。3.3.液體接界電位液體接界電位 在兩種不