电化学分析法概述

1、第四章第四章第四章第四章第四章第四章 电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析法法法法法法 第一节第一节第一节第一节第一节第一节 电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析法法法法法法 概概概概概概 述述述述述述一、概述一、概述二、二、电化学分析法的电化学分析法的类别类别三、电化学分析的基三、电化学分析的基本方法本方法一、一、一、一、一、一、 概概概概概概 述述述述述述 什么是电化学分析什么是电化学分析 ? ? 定义定义: : 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为

2、电化学分电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电化学分析或电分析化学。析或电分析化学。 电化学分析法的重要特征电化学分析法的重要特征: : 直接通过测定电流、电位、电导、电量等直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶液中有物理量，在溶液中有电流或无电流流动电流或无电流流动的情况的情况下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。 依据测定电参数分别命名各种电化学分析依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法方法: :如如电位分析法电位分析法、电导分析法电导分析法；依据应用方式不同可分为：依据应用方式不同可分为：直接法和间接法直接法和间接法。电化学

3、分析法的特点电化学分析法的特点电化学分析法的特点电化学分析法的特点电化学分析法的特点电化学分析法的特点: : : : : : 灵敏度、准确度高，选择性好，应用广泛。灵敏度、准确度高，选择性好，应用广泛。 被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量可以达到10-12 mol/L数量级。数量级。 电化学仪器装置较为简单，操作方便电化学仪器装置较为简单，操作方便, ,尤其适合于化工尤其适合于化工生产中的生产中的自动控制和在线分析自动控制和在线分析。 传统电化学分析：无机离子的分析；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；测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；有机电化学分析；

4、电化学分析在药物分析中也有较多应用。电化学分析在药物分析中也有较多应用。 应用于活体分析。应用于活体分析。二、二、二、二、二、二、电化学分析法的类别电化学分析法的类别电化学分析法的类别电化学分析法的类别电化学分析法的类别电化学分析法的类别1.1.电位分析法电位分析法 直接电位法直接电位法: : 电极电位与溶液中电活电极电位与溶液中电活性物质的活度有关。性物质的活度有关。 电位滴定电位滴定: : 用电位测量装置指用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变示滴定分析过程中被测组分的浓度变化。化。 研制各种高灵敏度、高选择性研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究的电极是电位分

5、析法最活跃的研究领域之一。领域之一。溶液电动势溶液电动势 电极电极 能斯特方程能斯特方程 物质的含量物质的含量浓度变化浓度变化电极电极滴定曲线滴定曲线计量点计量点2.2.电解与库仑分析法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的条件下，被测物在在恒电流或控制电位的条件下，被测物在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。电极上析出，实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。以用称重的方法来确定。库仑分析法库仑分析法: : 依据法拉第电解定律，由电解过程中电极依据法拉第

6、电解定律，由电解过程中电极上通过的电量来确定电极上析出的物质量。上通过的电量来确定电极上析出的物质量。电流滴定或库仑滴定：电流滴定或库仑滴定： 在恒电流下，在恒电流下，电解产生的滴定剂与被测物电解产生的滴定剂与被测物作用。作用。3.3.极谱法与伏安分析极谱法与伏安分析 伏安分析伏安分析：通过测定特殊：通过测定特殊条件下的电流条件下的电流电压曲线来分电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。分析方法的总称。 极谱法：极谱法：使用滴汞电极的使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。一种特殊的伏安分析法。4. 4. 电导分析法电导分析法普通电导法：普通电导法：高纯水质

7、测定，高纯水质测定，弱酸测定。弱酸测定。 高频电导法：高频电导法：电极不与试样接电极不与试样接触。触。 三、电化学分析的基本方法三、电化学分析的基本方法三、电化学分析的基本方法三、电化学分析的基本方法三、电化学分析的基本方法三、电化学分析的基本方法1.1.化学电池与电化学分析装置化学电池与电化学分析装置化学电池：原电池和电解电池。化学电池：原电池和电解电池。电化学基本装电化学基本装置：置：两支电极两支电极、电源、放大与显示记录装置电源、放大与显示记录装置2.2.电位及电化学参数测量的基本原理电位及电化学参数测量的基本原理 两大类电化学分析方法：两大类电化学分析方法： a. a.无电极反应。如电

8、导无电极反应。如电导, ,电泳分析法。使用惰性金属铂电极。电泳分析法。使用惰性金属铂电极。 b. b.电极上有氧化还原反应发生。如库仑分析及伏安分析。电极上有氧化还原反应发生。如库仑分析及伏安分析。电位分析原理：电位分析原理： E E = = E E+ + - - E E- -+ + E EL L电位测量：电位测量： E E外外= = E E测测：外电位随两支电极间电位变化。：外电位随两支电极间电位变化。 I I = 0= 0 ：测定过程中并没有电流流过电极。：测定过程中并没有电流流过电极。电极：电极：参比电极参比电极：电极电位不随测定溶液和浓度变化而变化的电极。：电极电位不随测定溶液和浓度变

9、化而变化的电极。指示电极指示电极：电极电位则随测量溶液和浓度不同而变化。：电极电位则随测量溶液和浓度不同而变化。由电池电动势的大小由电池电动势的大小可以确定待测溶液的活度可以确定待测溶液的活度（常用浓度代替）大小。（常用浓度代替）大小。液体接界电位：液体接界电位： 在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上，存在着微小面上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。的电位差，称之为液体接界电位。液体接界电位产生的原因：液体接界电位产生的原因： 各种离子具有不同的迁移速率而引起。各种离子具有不同的迁移速率而引起。（动画动画）：液接电位的产生）：液接电