仪器分析实验-电化学理论.ppt

是什么？ 有多少？,光能, 热能,特征吸收,特征发射,光谱分析,原子发射 原子荧光 分子荧光 化学发光,原子吸收 红外 紫外-可见,光谱分析,是什么？ 有多少？,电能,电位变化,电化学分析,电位分析法,电量变化,库仑分析法,电阻 (电导)变化,阻抗 (电导)分析法,电流随电位变化,伏安分析法,定义利用被测溶液中的电物理量（电位、电流、电导等参数）的变化，来确定其组成及含量的分析方法。,电化学分析法的特点,（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。 （2）电化学仪器装置小巧，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； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；药物分析； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。,实现电化学测定的要素,1、电解池 2、两根以上的电极 3、闭合回路,电解池,电解液,电极,工作电极/指示电极,参比电极,辅助电极/对电极,e-,e-,指示电极 当温度一定时，在测量过程中，其电极电位随试液活度的改变而变化的电极称之指示电极。 1、金属-金属离子电极 （例：Ag|Ag+ 电极） 2、金属-金属难溶盐电极（例：Ag-AgCl电极） 3、金属M1-金属难溶盐M1X,金属难溶盐M2X-M2 （例: Ag|Ag2C2O4, CaC2O4, Ca2+） 4、惰性金属电极（例：铂电极、金电极） 5、膜电极（例：pH电极，氟离子选择电极）,参比电极 当温度一定时，在测量过程中，其电极电位保持恒定不变的电极称为参比电极。 1、氢电极 2、甘汞电极：Hg|Hg2Cl2 3、Ag-AgCl电极 辅助电极 通常为惰性金属电极，只用于导电。,电位分析法 用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟（实验47）,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。 pH电极，CO2传感器，电子鼻 ,待测离子活度,干扰离子活度,选择性系数,电位分析法 用氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟（实验47）,电动势 E = E参比 E膜 = E参比 （ ） = K + = K + = K + = K +,待测氟离子活度,活度系数,加入总离子强度调节剂（TISAB），维持活度系数不变,库仑分析法 库仑滴定法测定维生素C药片中的抗坏血酸（实验49）,法拉第电解定律：由电解过程中电极上通过的电量与电极上析出的物质量的关系：,库仑分析法 也称电量分析法 在电解反应定量进行的基础上，记录电解过程中某电极反应消耗的电量，根据法拉第（Faraday）定律计算出电极反应产物的量，从而测得试样中某成分的含量,析出物质质量,法拉第常数,电解电流,电解时间,析出物质的分子量,电极反应的电子转移数,库仑分析法 库仑滴定法测定维生素C药片中的抗坏血酸（实验49）,类似于氧化还原滴定,阳极：电解产生滴定剂,电解产生滴定剂,当溶液中有Br2/Br- 电对时，回路中产生电流相应。指示终点到达，自动切断电解电源。,根据 计算电解产生的Br-的量，可间接获得待测抗坏血酸的量。,伏安分析法 线性扫描伏安法-废水中镉的测定（实验50）,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。,待测溶液,参比电极,工作电极,辅助电极,V,A,伏安分析法 线性扫描伏安法-废水中镉的测定（实验50）,Cd2+ + 2e- + Hg = Cd(Hg) E1/2 = -0.67 V （vs. SCE）,Ip=Kc,电流,汞膜,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,Cd2+,金基汞膜电极,在工作电极和参比电极间施加-0.3 -0.8 V线性扫描电