电化学分析法

• 电化学分析法的特点
• 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10-12mol/L数量级。
• 电化学仪器装置较为简单，操作方便，尤其适 合于化工生产中的自动控制和在线分析。电位 滴定法尤其适合于滴定突跃小、浑浊、有色溶 液。
• 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。
E电池＝E右－E左 Zn |Zn2+(0.1mol/L ) || Cu2+(1mol/L) | Cu
Zn+ Cu2+＝ Cu+ Zn2+
E电池＝E右－E左＝ECu2 －EZn2 ＝0.337 0.763＝1.1V
Cu
Zn
正，该反应自发进行。－－－原电池
Cu+ Zn2 + ＝ Zn+ Cu2 +
E电池＝EZn2 －ECu2 ＝ 0.337 0.763＝1.1V
• 左边：氧化反应，负极
右边：还原反应，正极
• ||用盐桥连接，消除液接电位。
• 溶液位于两电极之间。
• Pt|H2(101 325 Pa ),H+(1mol/L)||Ag2+(1mol/L)|Ag • Pt，气体或均相反应，惰性材料作为电极，交换电子的场所。
• H2,25℃ 下的压强。
电池电动势
一、基本概念和术语
• （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；
• （3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
化学电池
• 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 学能与电能的转换装置；
• 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； • 电解电池：由外电源提供电能，使电流
电位符号
规定： 规定半反应写成还原过程：
Ox+ne＝Red Cu2++2e＝Cu Zn2++2e＝Zn 电极电位的符号：电极与标准氢电极组成电池时，电极所带 静电荷的符号。
电极的分类
▪指示电极和工作电极：其电极电位反应离子或分子浓度的变化。 ▪参比电极：在测量过程中，其电位基本不发生变化。 ▪辅助电极或对电极：电流过大时，提供电子传导的场所。
Zn
Cu
负，该反应不能自发进行，必须外加能量。－－电解池
电极电位
E E RT ln ao nF aR
a0_氧化态活度 aR 还原态活度 电池电动势：由组成电池的两个电极计算得出。 电极电位：统一以标准氢电极(SHE)作为标准，人为规定它的电极电位为零， 并且将氢电极作为负极。
标准氢电极|| 待测电极
电化学分析法的分类
① 电位分析法
• 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，根据奈斯特方程计算被测物质的含量；
• 电位滴定法：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滴定分析方法。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。
• ② 电解与库仑分析法——
• 电解分析：在恒电流或控制电位的条件下，使 被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目 的的方法。
• 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。
• 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来确定电极上析出的物 质量的分析方法。
• 阴极：发生还原反应的电极（负 极）；
• 阳极=正极 • 阴极=负极
电池的表达式
• Zn |Zn2+(0.1mol/L ) | Cu2+(1mol/L) | Cu • 用盐桥后 Zn |Zn2+(0.1mol/L ) || Cu2+(1mol/L) | Cu • |表示由电势差产生。用于两相界面不相混的两种溶液之间。
• 电流滴定或库仑滴定：在恒电流下，电解产生 的滴定剂与被测物作用。
• ③ 极谱法与伏安分析—— • 伏安分析是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。而极谱法则是使用滴汞电极的一种 特殊的伏安分析法。
• ④ 电导分析法——电导分析法是根据溶液的电 导性质进行的方法
通过电极，在电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。
• 溶液中的电流：正、负离子的移动。
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 • 电极电位较正的为正极
电解电池
• 阳极：发生氧化反应的电极（正 极）；
• 电位分析的理论基础 • 理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待
测离子间的定量关系）。
• 对于氧化还原体系：
•
Ox + ne- = Red
E
EO Ox/Red
RT nF
ln
aOx aRe d
• 对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：
E
EO Mn/M
RT nF
ln
aMn
MnO4 8H 5e Mn2 4H2O
E E RT ln aMnO4 nF aMn2
E
E
RT
ln
aMnO4
•
a H
nF
aMn2
E
E
RT
ln
aMnO4
• a8 H
nF
aMn2
• 金属基指示电极
• （1）第一类电极──金属-金属离子电极
•
例如：Ag-AgNO3电极(银电极)，Zn-ZnSO4
电极(锌电极)等
• 电极电位为(25°C) ：
第六章 电化学 分析法
小组成员：侯飞 张松 赵逸洁
目录
1 6.1电化学分析法概述 2 6.2电位分析法基本原理
一、基本概念和术语
• 什么是电化学分析
• 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质 组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。
• 电化学分析法的重要特征
• （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。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电位分析原理
• 电位分析是通过在零电流条件下测定两电极间 的电位差（电池电动势）所进行的分析测定。
•
ΔE = E+ - E- + E液接电位
• 装置：参比电极、指示电极、电位差计；
• + 当测定时，参比电极的电极电位保持不变， 电池电动势随指示电极的电极电位而变，而指 示电极的电极电位随溶液中待测离子活度而变， 有金属基指示电极和离子选择性电极。