第8章 电分析化学导论-2012

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第8章 电分析化学导论 章 Electroanalytical Chemistry

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概1. 什么是电化学分析

述

根据溶液或者其他介质中物质的电化学及其变化规 律测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析 或电分析化学。 2. 电化学分析法的特征 (1)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。 (2)依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法： 如电位、电导分析法；

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§8-1 电分析化学方法分类分类A 根据测量的电参量进行分类。 分类A:根据测量的电参量进行分类。第一类 在某特定的条件下，通过待测试液的浓度/活度 与化学电池中某些电参量的关系进行定量分析，如 电导分析、电位分析、库仑分析以及伏安分析。 第二类 通过某一电参量来指示终点的电容量分析。如电 位滴定，电流滴定和电导滴定。 第三类 通过电极反应把被测物质这边为金属或者其他形 式的氧化物，然后用重量法测定其含量，即电解分 析法或者电重量法。

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常见的电化学方法如下( 常见的电化学方法如下(按测量的电化学参数分类): (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势； (3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出 物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。

分类B 分类B:电化学分析的分类方法，按IUPAC的推荐，可分为:(1)不涉及双电层，也不涉及电极反应：电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应：表面张力测定。 (3)涉及电极反应：电解、库仑、极谱、伏安分析等。

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1. 电位分析法电位分析法按应用方式可为两类 ： 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。 研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最 活跃的研究领域之一。

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2.电解与库仑分析法 2.电解与库仑分析法电解分析： 电解分析 ： 在恒电流或控制电位 条件下，使被测物质在电极上析出， 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。 现定量分离测定目的的方法。 电重量分析法： 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。 法来确定。 库仑分析法： 库仑分析法 ： 依据法拉第电解定 律，由电解过程中电极上通过的电量确 定电极上

析出的物质量的分析方法 电流滴定或库仑滴定： 电流滴定或库仑滴定： 恒电流下 电解产生的滴定剂与被测物作用。 电解产生的滴定剂与被测物作用。

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3.极谱法与伏安分析伏安分析：通过测定特殊条件下的电流—电压 伏安分析 ： 通过测定特殊条件下的电流 电压 曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法 的总称。 的总称。 极谱分析： 极谱分析 ：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分 析法。 析法。

4.电导分析 普通电导分析：依据溶液电导与电解质关系； 普通电导分析：依据溶液电导与电解质关系； 可用于高纯水质分析，酸雨监测等； 可用于高纯水质分析，酸雨监测等； 电导滴定分析

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§8-2 化学电池电极：将金属放入对应的溶液后所组成的系统。 电极：将金属放入对应的溶液后所组成的系统。 化学电池：由两支电极构成的系统； 化学电池：由两支电极构成的系统；化学能与电能的转

换装置； 换装置；电化学分析法中涉及到两类化学电池： 电化学分析法中涉及到两类化学电池： 原电池：自发地将化学能转变成电能； 原电池：自发地将化学能转变成电能； 电解电池：由外电源提供电能，使电流通过电极， 电解电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电

极上发生电极反应的装置。电池工作时， 极上发生电极反应的装置。电池工作时，电流必须在电池内部和外部流过，构成回路。 内部和外部流过，构成回路。 溶液中的电流： 负离子的移动。 溶液中的电流：正、负离子的移动。

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一、原电池负极：发生氧 化反应的电极 (阳极); 正极：发生还 原反应的电极 (阴极); 阳极≠正极 阴极≠负极 电极电位较正 的为正极

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二、电解电池阳极：发生氧 化反应的电极 (正极); 阴极：发生还 原反应的电极 (负极); 阳极=正极 阴极=负极

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电极电位较正的为正极;发生氧化反应的阳极！ 电极电位较正的为正极 发生氧化反应的阳极！ 发生氧化反应的阳极

原电池阳极：发生氧化反应的电极(负极); 阴极：发生还原反应的电极(正极); 阳极≠正极； 阴极≠负极

电解电池阳极：发生氧化反应的电极(正极); 阴极：发生还原反应的电极(负极); 阳极=正极； 阴极=负极

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三、电化学池图解表达式 (1)半反应与电位符号

规定： 规定：半反应写成还原过程。

规定：电极的电位符号相当于该电极与标准 规定 氢电极组成电池时，该电极所带的静电荷 的符号。如Cu/Cu2+为正值;Zn/Zn2+为负值

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(1)半反应与电位符号 )

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(2)电池的表达式 )为了使电池的书写表达式简便、统一，应遵循如下几条规定：

①电池中

各组成物质以化学式表示，并标明物质 的聚集状态(气、液、固态等),两极间溶液 要标明浓度，气体要标明压力. ②以单竖线“|”表示不同物相之间的界面，包括 电极与溶液的界面、不同溶液间的界面以及同 一物质不同浓度溶液间的界面，表示该处有电 势差；盐桥则用双线“‖”或者双虚线表示。同 一相中出现多个组分则用“,”隔开。

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③电池表示式中各化学式及符号的排列顺序要真实反映电池中各物质的接触次序，负极(发生 氧化反应)写在左边，正极(发生还原反应) 写在右边.例如Zn(s)| ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)|Cu(s) Pt | H2(g,p1)|HCl(a)| Cl2(g,p2)| Pt

电池的电动势E看成是正、负两电极的电极电 势E+,E-的差值，则有如下关系： E=E+-E-=E右-E左 。

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§8-3 电极电位与液体接界电位一 、电极电位对于金属电极，可以将金属看成离子和自由电子构成。 以锌-硫酸锌为例: 当锌片与硫酸锌溶液接触时，锌 不断溶解到溶液中，而电子留在锌片上。结果：金 金 属带负电，在电极表面；溶液带正电 溶液带正电。 属带负电，在电极表面 溶液带正电。金属锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化学势，因此电位为负(即“负 于H2”)

电位差排斥Zn2+继续进入溶液； 金属表面的负电荷又 吸引Zn2+ ; 达到动态平衡，相间平衡电位 ——平衡电极电位。

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电极电位的测量无法测定单个电极的绝对电极电位；只能测整 个电池的电动势。 规定： 规定：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， 相对电极电位 电池，电位差即该电极的相对电极电位，比标准氢 电极的电极电位高的为正，反之为负； 电极的电极电位高的为正，反之为负；如：Pt|H2(101 325 Pa ),H+(1mol/L)||Ag+(1mol/L)|Ag 电位差： 标准电极电位： 电位差：+0.799 V,故银电极的标准电极电位：+0.799 V。 , 银电 …… 此处隐藏：1659字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……