電化學(xué)分析法導(dǎo)論課件

第四章電化學(xué)分析導(dǎo)論1、什么是電化學(xué)分析（ElectroanalyticalChemistry）

在自然科學(xué)的發(fā)生過程中，“將化學(xué)變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學(xué)科，便是電化學(xué)”。那么，利用物質(zhì)的電學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表述和測量的學(xué)科，便是電化學(xué)分析，亦即根據(jù)物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)及其變化和電學(xué)原理及實(shí)驗(yàn)技術(shù)來進(jìn)行分析的方法，稱為電化學(xué)分析法，泛稱電分析化學(xué)。50年代，I.M.Kolthoff提出：ElectroanalyticalChemistryastheapplicationofelectrochemistrytoanalyticalchemistry。

80年代，J.A.Plambeck修正了這一定義：Electroanalyticalchemistryisthatbranchofchemicalanalysisthatemployselectrochemicalmethodstoobtaininformationrelatedtotheamounts,properties,andenvironmentsofchemicalspecies.

在我國早期引用Kolthoff的定義。80年代后，提出的中文定義為：“依據(jù)電化學(xué)和分析化學(xué)的原理及實(shí)驗(yàn)測量技術(shù)來獲取物質(zhì)的質(zhì)和量及狀態(tài)信息的一門科學(xué)?！笨v觀當(dāng)今世界電分析化學(xué)的發(fā)展，美國電分析化學(xué)力量最強(qiáng)，研究內(nèi)容集中于科技發(fā)展前沿，涉及與生命科學(xué)直接相關(guān)的生物電化學(xué)；與能源、信息、材料等環(huán)境相關(guān)的電化學(xué)傳感器和檢測、研究電化學(xué)過程的光譜電化學(xué)等。

捷克和前蘇聯(lián)在液－液界面電化學(xué)研究有很好的基礎(chǔ)。

日本東京，京都大學(xué)在生物電化學(xué)分析，表面修飾與表征、電化學(xué)傳感器及電分析新技術(shù)方法等方面很有特色。

英國一些大學(xué)則重點(diǎn)開展光譜電化學(xué)、電化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)及化學(xué)修飾電極的研究。

以北京大學(xué)的高小霞、中國地質(zhì)科學(xué)院的姚修仁為代表進(jìn)行的極譜催化波的研究和應(yīng)用，取得了突出的成績，特別是用于稀土元素的測定，處于國際領(lǐng)先水平。

以南京大學(xué)高鴻為代表進(jìn)行的研究各類電極和電極過程的電流理論與示波極譜滴定，躋身于世界前列。

復(fù)旦大學(xué)的鄧家祺教授研究活化分析。

中國科學(xué)院環(huán)境生態(tài)研究中心研究庫侖分析。

湖南大學(xué)、核工業(yè)部第五所、上海工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院南京土壤研究所上海冶金研究所等研究離子選擇性電極。

武漢大學(xué)研究電化學(xué)傳感器核生物電化學(xué)。

華東師范大學(xué)研究化學(xué)修飾電極。

中國科技大學(xué)研究藥物有機(jī)電分析。

中國科學(xué)院長春應(yīng)化研究所研究電分析化學(xué)始于1950年，是我國最早建立的極譜實(shí)驗(yàn)室，該室已被中國科學(xué)院批準(zhǔn)為“電分析化學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室”，集中研究電分析化學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域。我國電分析化學(xué)方面的研究也很有特色

電分析化學(xué)雖然只有一、二百年歷史，但作為分析手段，方法是多樣化，應(yīng)用是廣泛化，有經(jīng)典的成熟方法，也有新創(chuàng)的剛露頭的方法，不但在技術(shù)上日新月異，而且在理論上也是不斷深入提高和前進(jìn)的，因此要把許多電分析化學(xué)方法恰當(dāng)?shù)胤诸愂怯幸欢ɡщy的。就從電分析化學(xué)的發(fā)展來看，有關(guān)分類就有：1960年代分類方法；1963年的分類方法；1976年的分類方法（IUPAC推薦）。到目前為止，世界上還沒有統(tǒng)一認(rèn)可的分類方法，在我國，目前流行的，大多數(shù)教材習(xí)慣的分類方法是把電化學(xué)分析方法分為三類：1、以試液的濃度與某一個(gè)電學(xué)參數(shù)間的直接關(guān)系為基礎(chǔ)進(jìn)行分析：分類

2、以上述電學(xué)參數(shù)的突變來指示容量分析的滴定終點(diǎn)，又稱電容量分析法。如：電位滴定、電流滴定、電導(dǎo)滴定。3、通過電極反應(yīng)把試樣中的待測組分轉(zhuǎn)入第二相，并以重量法或容量法加以測定，又稱電重量分析法。2、電池的圖解表示式

IUPAC規(guī)定電池要用圖解表示式來表示，如銅鋅電池的圖解表示式為：規(guī)定如下

（1）陽極寫在左端，陰極寫在右端；（2）每一相界面用豎線“”表示；鹽橋（連接兩種溶液的裝置）用雙豎線：“”表示了；消除液接電位影響的，則用“”表示。（3）電解質(zhì)位于兩電極之間，且應(yīng)注明活度，若不注明，系指25℃及101325Pa的活度。（4）氣體或均相的電極反應(yīng)，反應(yīng)物本身不能直接作為電極，要用惰性材料（Pt、Au、C等）作為電極，以傳導(dǎo)電流。3、電極電位的測定

測定時(shí)規(guī)定：將氫標(biāo)準(zhǔn)電極（SHE）作為負(fù)極與待測電極組成電池：二、電極的分類

電極按其組成體系及作用機(jī)理的不同，可分成五類：

1、第一類電極：指金屬與該金屬離子溶液組成的電極體系，其電極電位決定于金屬離子的活度。

2、第二類電極：指金屬與其難溶鹽（或絡(luò)離子）所組成的電極體系。

4、零類電極：惰性金屬（Pt、Au、C等）電極，這類電極本身不參與電極反應(yīng)，僅作為氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)傳遞電子的場所，同時(shí)起傳導(dǎo)電流的作用，如

5、膜電極：具有敏感膜且能產(chǎn)生膜電位的電極稱為膜電極，如玻璃電極：主要由膜、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液組成、它能指示溶液中某種離子的活度。其測量體系為：1、指示電極和工作電極在電池中籍以反映離子濃度、發(fā)生所需電化學(xué)反應(yīng)或響應(yīng)激發(fā)訊號(hào)的電極。

指示電極：在測量期間主體濃度不發(fā)生任何可覺察變化的體系（i＝0），相應(yīng)的電極稱為指示電極；

工作電極：在測量體系中，靜電流不為零（i≠0），主體濃度發(fā)生顯著改變的，相應(yīng)的電極稱為工作電極。3、指示電極、工作電極、參比電極、輔助電極與對電極1、工作電極2、參比電極3、輔助電極或?qū)﹄姌O四、電流的性質(zhì)與符號(hào)IUPAC規(guī)定：陽極電流：起純氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的電流，為正值；陰極電流：起純還原