第七章电化学分析导论
第一节电化学分析法概述（generalization of electro-chemical analysis）
1、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。
2、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。
（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。
3、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）电化学仪器装置较为简单，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。
4、电化学分析的学习方法
电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。
共性问题：
溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说，溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。
个性问题：
（1）电位分析：离子选择电极与膜电位
（2）电流滴定：电解产生滴定剂
（3）极谱分析：浓差极化
重点掌握：原理、特点与应用
5、电化学分析的学习参考资料
（1）《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986
（2）《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993
（3）《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，1995
（4）《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
二、电化学分析法的类别
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法
按IUPAC的推荐，可分为三类:
(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。
(3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
习惯分类方法（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。
4、电导分析
普通电导分析
原理：依据溶液电导与电解质关系；
应用：高纯水质分析，酸雨监测；
高频电导分析
特点：溶液与电极不直接接触；
三、电化学分析的应用领域（application fields of electrochemical analysis ）
1、化学平衡常数测定
2、化学反应机理研究
3、化学工业生产流程中的监测与自动控制
4、环境监测与环境信息实时发布
5、生物、药物分析
6、活体分析和监测（超微电极直接刺入生物体内）
第二节化学电池与电极电位(electrochemical cell and electrode potential)
二、电极电位（electrode potential and detect）
1、平衡电极电位
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，金属锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留在锌片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层。
双电层的形成建立了相间的电位差；
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。
2、电极电位的测量
无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。
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，比标准氢电极的电极电位高的为正，反之为负；
Pt|H2(101 325 Pa ),H+(1mol/dm)||Ag2+(1mol/dm)|Ag
电位差：+0.799 V；
银电极的标准电极电位：+0.799 V。
在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于1 时的电极电位称为：标准电极电位。
2、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) ：
EMn+ /M = Eθ Mn+ /M - 0.059lgaMn+
第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。
（2）第二类电极──金属-金属难溶盐电极
二个相界面,常用作参比电极。
指示电极
（3）第三类电极──汞电极
金属汞(或汞齐丝)浸入含有少量Hg2+-EDTA配合物及被测金属离子的溶液中所组成。根据溶液中同时存在的Hg2+和Mn+与EDTA间的两个配位平衡，可以导出以下关系式(25°C)：
E(Hg22+/Hg )= Eθ (Hg22+/Hg ) - 0.059lgaMn+
（4）惰性金属电极
电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交换.故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。
第三节电位分析法的应用（Application of Potentiometry）
总离子强度调节缓冲溶液
（Totle Ionic Strength Adjustment Buffer简称TISAB）
TISAB的作用：
①保持较大且相对稳定的离子强度，使活度系数恒定；
②维持溶液在适宜的pH范围内，满足离子电极的要求；
③掩蔽干扰离子。
测F-过程所使用的TISAB典型组成：1mol/L的NaCl，使溶液保持较大稳定的离子强度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc, 使溶液pH在5左右；0.001mol/L的柠
檬酸钠, 掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子。
3、影响电位测定准确性的因素
测量温度
温度对测量的影响主要表现在对电极的标准电极电位、直线的斜率和离子活度的影响上，有的仪器可同时对前两项进行校正，但多数仅对斜率进行校正。温度的波动可以使离子活度变化而影响电位测定的准确性。在测量过程中应尽量保持温度恒定。
线性范围和电位平衡时间
一般线性范围在10-1～10-6mol / L，平衡时间越短越好。测量时可通过搅拌使待测离子快速扩散到电极敏感膜，以缩短平衡时间。测量不同浓度试液时，应由低到高测量。影响电位测定准确性的因素
溶液特性
在这里溶液特性主要是指溶液离子强度、pH及共存组分等。溶液的总离子强度保持恒定。溶液的pH应满足电极的要求。避免对电极敏感膜造成腐蚀。干扰离子的影响表现在两个方面：一是能使电极产生一定响应，二是干扰离子与待测离子发生络合或沉淀反应。
电位测量误差
当电位读数误差为1mV时，对于一价离子，由此引起结果的相对误差为3.9%,对于二价离子,则相对误差为7.8%。故电位分析多用于测定低价离子。
例题2
将钙离子选择电极和饱和甘汞电极插入100.00mL水样中,用直接电位法测定水样中的Ca2+ 。25℃时，测得钙离子电极电位为－0.0619V(对SCE),加入0.0731mol/L的Ca(NO3)2标准溶液1.00mL,搅拌平衡后,测得钙离子电极电位为－0.0483V(对SCE)。试计算原水样中Ca2+的浓度？
解：由标准加入法计算公式
S=0.059/2
Δc=(V s c s)/V o=1.00×0.0731/100
ΔE=－0.0483－(－0.0619)=0.0619－0.0483=0.0136V
c x＝Δc(10ΔE/s－１)－1＝7.31×10－4（100.461－１)－1
＝7.31×10－4×0.529＝3.87×10－4 mol/L
试样中Ca2+ 的浓度为3.87×10－4mol/L。
例题3
在0.1000mol/L Fe2+溶液中,插入Pt电极(+)和SCE(-),在25℃时测得电池电动势为0.395V,问有多少Fe2+被氧化成Fe3+?
解: SCE‖a(Fe3+), a(Fe2+)｜Pt
E = E铂电极－E甘汞
= 0.77 + 0.059 lg(［Fe3+]/[Fe2+］)－0.2438
lg(［Fe3+]/[Fe2+］) = (0.395+0.243－0.771) / 0.059
= －2.254
设有X % 的Fe2+ 氧化为Fe3+，则：
lg([Fe3+]/[Fe2+]) = lg X /(1－X)=－2.254
X/(1－X)=0.00557;
X=0.557%; 即有约0.56%的Fe2+被氧化为Fe3+
第四节电导分析法原理（principle of conductometry）
松弛效应与Wien效应
（1）离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程
离子氛：中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围形成球状。
运动过程：是离子氛不断生成和破坏的过程。
离子氛生成和消失的时间：离子氛松弛时间
（2）不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用
松弛效应(不对称效应)，系数A
（3）溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用：电泳效应,
（4）高强度电场中电导增大的现象，Wien效应。为什么？
（5）高频交流电场，电导随频率变化的现象：
迪拜-夫肯汉根效应
第五节电导分析法的应用（applications of conductometry）
二、直接电导法应用（application of direct conductometry）
1、直接电导法
(1) 高纯水质的测定
水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。通过测定电导率可以鉴定水的纯度。并可以电导率作为水质标准。
普通蒸馏水的电导率2?10-6 S·cm-1
离子交换水的电导率5?10-7 S·cm-1
纯水的电导率5?10-8 S·cm-1
(2) 强电解质溶液总浓度的测定
土壤,海水的盐度
(3) 大气污染物测定
SO3 NO2, 吸收后测量电导变化；监测酸雨。
三、高频电导法原理与应用（principle and application of high frequency conductometry）
1、特点
电极不与溶液直接接触；不发生电解、极化、吸附等作用
2、高频电导分析原理
振荡频率>1兆赫时，
离子：不移动，中心离子与离子氛之间的相对振动，正、负电荷重心的相互交变；
偶极分子：随电场变化频率快速取向和变形；
分子或离子定向极化和变形极化均产生瞬间电流-极化电流，
频率小(<5000赫)时：极化电流很小(相对于电导电流)；
频率>1兆赫时：与电导电流具有相同数量级；
第五篇电化学分析技术 第一章电分析化学导论 电化学分析是利用物质的电化学性质来测定物质组成的分析方法。电化学性质表现于化学电池中，它包括电解质溶液和放置于此溶液中的两个电极，有时还包括与之相连系的电源装置。化学电池本身能输出电能的，称为原电池；在外电源作用下，把电能转换为化学能的称为电解池。电解池和原电池中发生的一切电现象，如溶液的导电、电极与溶液界面间的电位、电流、电量、以及电流~时间曲线、电流~电位曲线等都与溶液中所存在的电解质的含量有关。研究这些电现象与溶液中电解质浓度之间的关系是电化学分析的主要内容之一。因为电化学分析就是利用这些关系把被测物质的浓度转化为某种电讯息而加以测量的。在不同讯息的转换中，力图准确、灵敏并应具有一定的特效性，才能应用于分析。为此目的，电化学分析还应注意改进所使用的测量仪器以及实验方法和技术，因此本课程应当包括方法原理，仪器测量技术和实际应用等方面。 §1.1 电分析化学的发展 电分析化学的发展具有悠久的历史，它与化学、物理、生物、计算机等学科的发展紧密相关。早在1801年，铜和银的电解定性分析就已问世，经过半个多世纪才将电解分析用于铜的定量测定。1893年、1910年和1913年相继出现了电位分析、电导分析和库仑分析。1920年成功制备了pH 玻璃电极，简捷地测定了溶液pH。这是一个重要的发明，它推动了整个分析化学的发展，并为电位分析中酸碱滴定创造了重要的条件。1922年捷克化学家J Heyrovsky 首创极谱分析，标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。此后相继出现了交流示波极谱、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱等。1964年日本留学生Kuwana在R N Adams教授指导下，将电化学与光化学结合，提出了光谱电化学。1966年S Frant和J Ross首创固态膜和单晶(LaF3）膜的F－选择性电极。此后在世界范围内出现了研究离子选择性电极的热潮，制成了多种多样的阳离子和阴离子的选择性电极。1972年K B Oldham等和1975年M Goto等先后提出了卷积伏安法和去卷积伏安法。1973年R F Lane和A T Hubbard利用铂电极表面吸附具有不同基团的烯属类化合物，再吸附磺基水杨酸根，制成了第一支吸附型的测定Fe(Ⅲ)的化学修饰电极。这种电极突破了电极上电子授受的单一作用，通过物理的、化学的手段在电极表面接上
第十一章电分析导论 一、名词术语： 电化学分析法：电化学分析法又称为电分析化学法，它是应用电化学原理和实验技术建立起来的一类分析方法的总称。 平衡电位：前面所述平衡状态下的电位，电位与相应组分浓度符合Nernst关系。原电池：能自发地将化学能转化为电能的装置. 电解池：需要消耗外部电源提供的电能，使电池内部发生化学反应装置。 极化：当有较大电流通过电池时，电极的实际电极电位偏离平衡电极电位的现象称为电极的极化。 浓差极化：由于电极反应过程中电极表面附近溶液的浓度和主体溶液的浓度发生了差别所引起的极化。 电化学极化：由于电极反应较慢引起的极化现象，即某些动力学因素决定的。工作电极：在测试过程中，有较大电流通过，溶液的主体浓度发生显著变化的电极称为工作电极。 指示电极：能反映溶液中待测离子的活度或浓度的电极，在测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极称为指示电极。 参比电极：在测量过程中，具有已知、恒定电位的电极称为参比电极。 极化电极：在电解过程中，插入试液的电极的电位完全随外加电压的变化而变化，或当电极的电位改变很大而电流改变很小时，这一类电极称为极化电极。去极化电极：当电极电位不随外加电压的变化而变化，或电极电位改变很小而电流改变很大时，这类电极称为去极化电极。 膜电极：具有敏感膜并能产生膜电位的电极。 膜电位：与特定的离子活度的关系符合能斯特公式。 扩散电流：由扩散传质引起的电流称为扩散电流。 对流电流：由对流传质引起的电流叫对流电流。 迁移电流：由电迁移引起的电流叫迁移电流。 二．问题： 1、理解原电池、电解池的原理 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，电子由负极流向正极。 电解池： 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 电子由阳极流向阴极 2、电池表示方法及电极电位、电动势计算（P226-229） 1）阳极及其有关的溶液都写在左边；
第二章电化学分析法概论 教师：李国清 一. 教学目的： ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点： ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三．教学难点： 电池的表示方法、电极的分类 四．教具：多媒体计算机。 五．教学方法：讲授、演示、提问、讨论。 六．教学过程： §1. 电化学分析的定义及特点： 一、电化学分析： 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点： 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法，不需要标准物质做比较，仅参考法拉第常数，误差为0.0001% 2、灵敏度高； 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L，伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件，大大提高测定的选择性 4、分析速度快； 5、测定范围宽：电导、电位、电解分析法可测定常量组分，而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单
§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类： 1.电导分析法 2.电位分析法 3.电解分析法 4.库仑分析法 5.极谱法和伏安法 1．电导分析法 （1）电导滴定法：通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被测物质的含量。（2）直接电导法：直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2．电位分析法 电位分析法：用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。包括：⑴直接电位法⑵电位滴定法3．电解分析法 电解分析法：应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法。也称电重量法。 4. 库仑分析法 库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。分为： ⑴控制电位库仑分析法：直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法：用恒电流在100%的电流效率下进行电解，使电解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5．极谱法和伏安法 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。 ⑴极谱法：使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，称为极谱法。 ⑵伏安法：使用表面静止的液体或固体电极，称为伏 安法。
杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便，许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，可用于，在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度（或浓度）的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度（或浓度）的关系式，所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。
电位分析法利用一支指示电极（对待测离子响应的电极）及一支参比电极（常用SCE）构成一个测量电池（是一个原电池）如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下，测得电池的电动势（或指示电极的电位）E ＝φ参比－φ指示由于φ参比不变，φ指示符合Nernst方程式，所以E的大晓取决于待测物质离子的活度（或浓度），从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电极电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快，测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电极，用于微区、血液、活体、
第七章 电化学分析法导论 (书后习题参考答案) 1．对于下述电池，（1）写出两电极上的半电池反应；（2）计算电池的电动势；（3）如题中的写法，这些电池是原电池还是电解池？假设温度为25℃，活度系数均等于1。 ① Pt|Cr 3+（1.0×l0-4 mol·L -1）, Cr 2+（1.0×10-1 mol·L -1）‖Pb 2+(8.0×10 –2mol·l -1)│Pb 已知 Cr 3+ + e ? Cr 2+ E o = –0.41V Pb 2+ +2e ? Pb E o = –0.126V 解：(a)半电池反应：阳极 Cr 2+ – e ? Cr 3+ 阴极 Pb 2+ + 2e ? Pb (b) 429.0100.1100.1lg 059.041.0)108lg(2059.0126.01 42 =??-+?+-=---V (c)由于E C ＞0，所以为原电池． ② Cu|CuI(饱和)，I -(0.100 mol·L -1)‖I -(1.00×10-3 mol·L -1)，CuI(饱和) |Cu 已知 Cu + + e ? Cu E o = 0.521V K SP,CuI =1.1×10-12 解：(a) 半电池反应：阳极 Cu – e ? Cu +, Cu – e + I - ? CuI 阴极 Cu + + e ? Cu, CuI + e ? Cu + I - (b) 118.01000.1100 .0lg 059.0][][lg 059.0][][lg 059.03 =?===--- ++右左左右R I I Cu Cu V (c) 由于E C ＞0，所以为原电池． 2．计算下述反应的标准电位 -2242)O Zn(C +2e ?Zn+2－ 242O C 已知络合物-2242)O Zn(C 的生成常数为2.3×107 ，Zn 2++2e ?Zn 的E o = –0.763V 解： 2 2422242/0 2 24222 42/02/0][] )([lg 2059.0lg 2059.0][)]([lg 2059.0]lg[2059.0222-- - - ++-=?+=+=+++O C O C Zn K E O C K O C Zn E Zn E E Zn Zn Zn Zn Zn Zn 所以980 .0)103.2lg(2059 .0763.07/)(02242-=?--=--Zn O C Zn E V 3．根据以下标准电位 Ag 2CrO 4+2e ?2Ag+- 24CrO E o =0.446V Ag ++e ?Ag E o = 0.799V 计算Ag 2CrO 4的溶度积常数。 解： 左右左右电池]lg[059.0]lg[059.0+ +-=-=Cu Cu E E E ] [][lg 059.0]lg[2059.023/02/0232++ +--+=-=++ +Cr Cr E Pb E E E E Cr Cr Pb Pb 左右电池
第二章 电化学分析概论 6．已知（298K ） Cu 2＋ ＋2e Cu θ?＝0.337V(vs.SHE) Cu 2+＋Y 4－ CuY 2－ K 稳 ＝6.3×1018 计算： CuY 2－＋2e Cu+Y 4－ 的条件电位为多少？(参见P16例1) 解：由电极反应Cu 2＋＋2e Cu ，可知其电极电位的能斯特方程为： θ2+1θ2+2.303lg[Cu ]0.0592 lg[Cu ](T=298K) 2 RT zF ???=+ =+ ① 由Cu 2+＋Y 4－ CuY 2－ 可得， 222244CuY CuY ,[Cu ][Cu ][Y ][Y ] K K -- + +-- ????????=稳稳＝ ② 将②代入①得： 22θ θ 144CuY CuY 0.05920.05920.0592lg lg lg 2[Y ]22[Y ] K K ???----????????=+=-+稳 稳 由条件电位定义得 0'θ180.05920.0592 lg 0.337lg 6.3100.3370.5560.219(V)22K ??=- =-?=-=-稳∴电池反应CuY 2－＋2e Cu+Y 4－ 的条件电位等于－0.219V 7．298K 时电池 Cu|Cu 2＋(0.0200mol·L －1)‖Fe 2＋(0.200mol·L －1)，Fe 3＋(0.0100mol·L －1)，H ＋(1.00mol·L －1)|Pt (1) 写出该电池的电极反应和总反应。 (2) 标出电极的极性并说明电子和电流流动的方向。
(3) 计算电池的电动势并说明该电池是原电池还是电解池。 (4) 计算平衡时的平衡常数。 解：（1）电极反应： Cu 2＋＋2e Cu （负极） Fe 3++e Fe 2+（正极） 电池反应：2Fe 3++ Cu Cu 2＋+ 2Fe 2+ （2）负极：Cu|Cu 2＋(0.0200mol·L －1)；正极：Fe 2＋(0.200mol·L －1)，Fe 3 ＋ (0.0100mol·L －1)，H ＋(1.00mol·L －1)|Pt 电子流动方向：负极→正极 电流流动方向：正极→负极 （3） 2+ 2+ 2+2+Cu ,Cu θ1Cu ,Cu Cu θCu 2.303lg 0.0592 lg (T=298K)2 0.0592 0.337lg 0.02=0.287(V) 2 RT c zF c ???=+=+=+ 3+3+2+ 2+3+3+2+ 2+ 0' Fe 2Fe ,Fe Fe 0' Fe Fe ,Fe Fe 2.303lg 0.0592lg (T=298K)0.01 0.70.0592lg =0.623(V)0.2 c RT nF c c c ?? ? =+=+=+ 210.6230.2870.336(V)0E ??=-=-=> ∴该电池是原电池 （4）电池反应：2Fe 3++ Cu Cu 2＋+ 2Fe 2+的能斯特方程为： 2+2+3+2 θθθCu Fe 2Fe 0.05920.0592 lg lg c c E E E K z c z =-=- 当电池反应达到平衡时，E ＝0，则
电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：
第六章：电化学分析法 1. 答：液体接界处存在的点位差称为液接点位。 液体接界电位产生的基本原因是由于溶液中离子扩散速度不同引起的。例如两个不同浓度的盐酸溶液，通过多孔隔膜接触时，在这两溶液的界面上HCl将从浓的一边向稀的一边扩散。因为氢离子的扩散速度比氯离子的扩散速度快，所以在稀溶液的一边出现了多余的氢离子而带正电，在较浓溶液一边则由于有过剩的氯离子而带负电。当达到某一动态平衡时，在它们之间建立了一个双电层，产生了电位差，即液接电位。 2. 答：使用离子选择性电极选择性的测定某种离子浓度原理是：以电极电位与待测离子活度之间的关系为基础，通过测量电池电动势，测得电极电位进而获得待测离子强度。电池电动势包括内外参比电极电位，液接电位，不对称电位等，有干扰离子存在时还有干扰离子引起的膜电位，离子强度等因素的变化可能会引起这些电极电位的变化，因此在测量前要使用标准溶液进行较正，若前后离子强度发生变化，势必会影响到待测离子的浓度测量。 3. 解：根据pH的操作定义：pH x= pH s+(E x-E s)/0.0592 (1) pH x=4.00+(0.312-0.209)/0.0592=5.74; (2) pH x=4.00+(0.088-0.209)/0.0592=1.96; (3) pH x=4.00+(-0.017-0.209)/0.0592=0.18. 4. 解：pMg x= pMg s+(E x-E s)/(0.0592/2); pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.412-0.275)/0.0296=6.57; 若实际电位值为0.411，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.411-0.275)/0.0296=6.53, αMg=10-6.53=2.93×10-7mol/L; 若实际电位值为0.413，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.413-0.275)/0.0296=6.60, αMg=10-6.60=2.50×10-7mol/L; 所以Mg2+的活度范围为：2.93×10-7~2.50×10-7mol/L。 5. 解：指针实际为50/60=5/6个pH，因此pH计显示pH值为4-5/6=，因此误差为-3=。 6. 解：采用标准加入法：Cx=Cs×Vs/(10nF E/2.303RT-1)Vx Cx=1×10-2×0.5/(100.03/0.055-1)×50=3.98×10-5 7. 解：(1) (2)等当点的pH为8.84，此时，NOH的体积为15.65Ml (3)强碱滴定弱酸HA，初略计算突跃起点为：pH起点=pK a+3
第9章电化学分析法导论 一、选择题 1、盐桥导电是由于_______。 A、水分子迁移 B、离子对迁移 C、离子迁移 D、自由电子运动 2、在电位分析法中，指示电极的电极电位与待测离子的浓度关系______。 A、成正比 B、符合能斯特方程 C、符合扩散电流公式 D、与浓度的对数成正比 3、电解池是_____。 A、将化学能装化为电能的装置 B、将电能转化为化学能的装置 C、是自发进行电化学反应的场所 D、利用电化学反应产生电流的装置 4、以下叙述正确的是______。 A、电极极化就是电极的电极电位偏离了由能斯特方程计算出来的平衡电位 B、电池的电动势为负值时就是原电池，否则就是电解池 C、原电池的反应时非自发进行的 D、液接电位可以通过盐桥完全消除 5、盐桥的作用是_______。 A、消除不对称点位 B、连接参比溶液和待测溶液 C、传导电流消除液接电位 D、加速离子的扩散速率 6、甘-汞电极属于_______。 A、第一类电极 B、第二类电极 C、零类电极 D、薄膜电极 7、超电位的产生是由于_______引起的。 A、外加电压过高 B、外加电压过低 C、电化学极化和浓差极化 D、整个电路回路中产生的电压降 8、以下叙述正确的是______。 A、电极电位的大小取决于电对本性，而与反应温度、氧化态物质、还原态物质浓度、压力等无关 B、标准氢电极的电极电位等于0.000V的条件是温度为25℃
C、参比电极的电极电位随溶液中离子活度的改变而改变 D、电极电位值偏离平衡电位的现象成为电极的极化 9、在消除液接电位时，盐桥的使用条件不正确的是_______。 A、盐桥中不含被测离子 B、电解质中正负离子迁移速率应基本相等 C、保持盐桥内离子浓度的离子强度5-10倍于被测溶液。 D、两种溶液的浓度比必须大于10? 10、某电极的标准电极电位是在_________时的电位。（多选） A、组成该电极的电对氧化型活度和还原型活度相等 B、活度为1mol/kg C、该电对相对于标准氢电极的电位 D、浓度为1mol/kg 二、填空题 1、超电位是___________和_______________之和。 2、电极极化是指__________________________________________________。 3、电极的极化现象分为________________ 和_______________。 4、电池的电动势是指当_______________时两电极间的电位差。 5、NHE是指________电极，MCE是指_________电极，SCE是指_________电极。 6、液接电位是_________________________________________________。 7、在浓度相同时，两种离子的扩散速率相差越大,液接电位越_______。 8、影响超电位的因素有_____________、_____________、_____________和____________。 9、在电化学极化的情况下，流过电极的电流受_____________的限制，而在浓差极化时，电流是受___________________限制的。 10、用能斯特方程计算的平衡电极电位取决于___________的电活性物质离子浓度。 三、简答题 1. 盐桥的作用 2. 盐桥的使用条件 3. 浓差极化和电化学极化的区别和联系 4. 怎么消除浓差极化 5. 什么是超电位以及影响超电位的因素
第七章电化学分析导论 第一节电化学分析法概述（generalization of electro-chemical analysis） 1、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。 2、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。 （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。 3、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）电化学仪器装置较为简单，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。 4、电化学分析的学习方法 电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。 共性问题： 溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说，溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 个性问题： （1）电位分析：离子选择电极与膜电位 （2）电流滴定：电解产生滴定剂 （3）极谱分析：浓差极化 重点掌握：原理、特点与应用 5、电化学分析的学习参考资料 （1）《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 （2）《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 （3）《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，1995 （4）《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991 二、电化学分析法的类别 classification of electrochemical analytical methods 电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (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。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
电化学分析导论 Prepared on 22 November 2020
第七章电化学分析导论 第一节电化学分析法概述（generalization of electro-chemical analysis） 1、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。 2、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。 （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。 3、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）电化学仪器装置较为简单，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。 4、电化学分析的学习方法 电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。
溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说，溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 个性问题： （1）电位分析：离子选择电极与膜电位 （2）电流滴定：电解产生滴定剂 （3）极谱分析：浓差极化 重点掌握：原理、特点与应用 5、电化学分析的学习参考资料 （1）《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 （2）《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 （3）《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，1995 （4）《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991 二、电化学分析法的类别 classification of electrochemical analytical methods 电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (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。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。 习惯分类方法（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；
第11章电化学分析法导论 11.1 内容提要 11.1.1 基本概念 电化学分析法——根据电化学基本原理和实验技术，利用物质的电学及电化学性质对物质进行定性和定量分析的方法。 化学电池——化学电池是进行电化学反应的场所，是实现化学能与电能相互转化的装置。 原电池——电池中的反应是自发进行的，反应中化学自由能降低转化为电能，在外电路接通情况下产生电流，这种化学电池称为原电池。 电解池——电池中化学反应所需要的能量有外电源提供时反应才能进行，将外电源的电能转化为化学能，消耗外电源的电能产生电流，这种化学电池为电解池。 可逆电池——电池中所有反应（包括离子迁移）都是可逆的，电能的变化也是可逆的，即电池在充电和放电时，化学反应与能量的变化都是可逆的电池。 标准电极——当组成电极的体系均处于标准状态，即H+活度和电解质溶液活度均为1；气体的分压为101.325kPa;温度为25℃时的电极称为“标准电极”。 条件电极电位——指电池反应中各物质浓度均为1mol·L-1,活度系数及副反应系数均为常数时，在特定介质中测得的电极电位。 分解电压——电化学中把能引起电解质电解所需要的最小外加电压值称为该电解质的“分解电压”。 电极极化——电极电位值偏离平衡电位值的现象，称为电极的极化。 金属基电极——电极表面发生电子转移而产生电位的电极。 膜电极——由特殊材料的固态或液态敏感膜构成对溶液中特定离子有选择性响应的电极。 指示电极——电位随溶液中待测离子活度（或浓度）变化而变化，并能按能斯特方程反映出待测离子活度的电极。 参比电极——电极电位已知恒定，不受溶液组成或电流流动方向变化影响的电极。
山西大学 综合化学实验报告实验名称电化学分析方法 学院化学化工学院 学生姓名霍雨深蒋康利 专业化学 学号 2012296013 2012296014 年级 2012级 指导教师高春光 二Ο一五年四月七日
摘要：本实验通过对K3[Fe（CN）6]进行快速循环伏安扫描和线性扫描， 了解并掌握利用循环伏安法判定电极的可逆性，扫描速度和浓度对循环伏安图的影响，以及线性扫描中极限峰电流与活性组分浓度关系，掌握循环伏安法于线性扫描法的参数设置。 关键词：循环伏安法，线性伏安扫描法，铁氰化钾溶液，电化学分析 1引言：电化学分析方法是仪器分析的一个重要分支，是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法，或者说利用物质在溶液中的电化学性质及其变化规律分析的一类方法。电化学性质是指溶液的电学性质（如电导、电量、电流、电位等）与化学性质（如溶液的化学的组成、浓度、形成及其化学变化等）之间的关系。 ㈠循环伏安法 循环伏安法是一种特殊的氧化还原分析方法。其特殊性主要表现在实验的工作环境是在三电极电解池里进行。w为工作电极（即绿色的夹子接铜电极），s为参比电极（即黄色的夹子接饱和氯化钾电极），a为辅助电极（即红色的夹子接铂电极）。当加一快速变化的电压信号于电解池上，工作电极电位达到开关电位时，将扫描方向反向，所得到的电流-电位（I-E）曲线，称为循环伏安曲线，同样有峰电流ip和峰电位Ep，ip、Ep的表达式也分别相同。 对于可逆电极反应ip＝6.25×105n3/2D1/2v1/2Ac 其中：ip为峰电流（A），n为电子转移数，A为电极面积（cm2），D为扩散系数（cm2/s），v 为扫描速度（V/s），c为浓度（mol/L）。由此可见，ip与v1/2和c都是直线关系。由于Da和Dc大致相同，对于可逆电极反应ipa/ ipc ≈1
电化学分析课件 电化学分析课件 电分析化学依靠其较为完备的理论体系，发挥越来越重要的作用。下面是电化学分析课件内容，为大家提供参考。 电化学领域研究一直是化学领域中难度系数等级最高的一个分支，电化学有别于简单的化学腐蚀。化学腐蚀一般是指物质与另一种具有某种具有腐蚀性质的物质发生特定的化学反应的过程，简单的化学腐蚀存在于带有腐蚀性的物质之间，一般的化学反应是物质内部成分的互相交替或者相互交叉结合的具体过程。而电化学腐蚀却与之不同，电化学腐蚀的过程虽然也是腐蚀性质的化学反应过程，但其反应的过程中伴有电子形式物质的存在和产生过程。电化学和化学简单的分析和现象观察总结规律不同，其主要研究分析电子形式反应。 1.电化学腐蚀简述 电化学腐蚀，相对于化学腐蚀现象的区别是：电化学腐蚀过程是金属与带电物质之间发生的化学反应，使得金属在电离子的反应破坏下，金属表面遭到严重的损害，甚至使金属的属性发生不同程度改变的化学腐蚀过程。在电化学反应过程中有电流的产生，电流的产生主要原因是金属与带电介质发生的反
应，带电介质是整个电化学腐蚀过程中极其重要的催化剂，没有带电介质的参与，即不会发生电化学腐蚀现象。当电化学腐蚀发生时电流在金属的表面存在，电流分为阴极和阳极，和电流的正负极类似。其中，与带电介质发生反应的金属如果在反应发生过程中本身所拥有的某种金属原子丧失，原子在反应之后以离子的形式脱离金属物质而存在，那么这样的电化学腐蚀反应过程也可以称为阳极反应。而类似地，当电化学腐蚀反应发生过程中，带电介质在于金属原子的交互作用过程中，带电介质中以电子形式存在的物质与金属原子发生反应，结果导致带电的介质中电子形式的丧失，而变为原子等金属原子等类型的物质存在的化学腐蚀反应，又叫阴极反应。阴极反应实质上就是电子形式变为原子形式的通过电化学腐蚀过程以非电子形式存在的反应。阴极反应和阳极反应是相互独立而又同时进行的，又叫做共轭反应。 电化学腐蚀的表现有原电池反应。即：不纯的金属与电解质溶液融合，发生原电池反应，电解质溶液可以使活泼的金属失去电子而被氧化，金属被氧化的腐蚀是电化学腐蚀的一个常见现象。其中发生电化学腐蚀的电解质溶液的`主要功能就是造成金属的氧化效应，使得金属在电解质溶液中获得氧，而被腐蚀，发生质变。电化学腐蚀的这种金属被氧化的腐蚀例子有很多，例如：铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀现象。这其中的
) 电化学分析法(最全电化学分析法] 小大中2011-06-24] 来源：作者：[字体：[日期：）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化electroanalytical chemistry电化学分析法（这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。是利用试样溶液的电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型， 这些电参浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中电如电位滴定法、某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，然后用重量法测定其质第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，导滴定法等；量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。分析速有很高的灵敏度和准确度，电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单， 度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。电势分析法第一节 即用电势计测定两电极(电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法)间的电势差 (potentiometric titration)。和电势滴定法(potentiometric analysis)应用最多的是测定溶液直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，的pH特别是它能适用于其它具有简便、快速和灵敏的特点，应用它作为指示电极进行电势分析，方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。电势滴定法确定的滴定终点电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。所以电势滴定法一般并且需要仪器，比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，基本原理?其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度在电势分析法中，构成原电池的两个电极，具有称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，(或浓度)的变化，通过将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，恒定的数值，称为参比电极。 )。或浓度测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(，根据能斯特公式，其电极电势可组成的指示电极Mn+Mn+/M与其金属离子例如某种金属M 表示为：35 / 1 ) 最全电化学分析法 (
十三章电化学分析导论 13-1为什么不能测定电极的绝对电位，我们通常使用的电极电位是如何得到的？ 答：不能。电池都是至少有两个电极组成的，根据它们的电极电位，可以计算出电池的电动势。但是目前还无法测量单个电极的电位绝对值，而只能使用另一个电极标准化，通过测量电池的电动势来获得其相对值。 我们使用的电极电位是以标准氢电极作为标准，即人为规定起电极电位为零，将它与待测电极组成电池，所测得的电池电动势即为该电极的电极电位。应该注意的是，当测量的电流较大或溶液电阻较高时，一般测量值中常包含有溶液的电阻所引起的电压降iR，所以应当加以校正。 13-2能否通过测定电池电动势求得弱酸或弱碱的电离常数、水的离子积、溶解积和络合物的稳定常数？试举例说明。 答：可以。 例如：已知下列半反应以及其标准电极电位为 Cu2++I-+e-=CuI (1) E⊙(1)=0.86v Cu2+ + e- = Cu+ (2) E⊙(2)=0.159v 计算CuI的溶度积。 解E Cu2+/Cu+= E⊙Cu2+/Cu++ 0.059lg[Cu2+]/[ Cu+] ∵Cu++I-+e-=CuI ∴[Cu+][I-]=K SPCuI 即[Cu+]= K SPCuI/[I-] E Cu2+/Cu+= E⊙Cu2+/Cu++ 0.059lg[Cu2+]*[I-]/K SPCuI 当[Cu2+]=[I-]=1mol*L-1 E= E⊙(1)=0.86v E⊙Cu2+/Cu+= E⊙(2)=0.159v 0.86=0.159+0.159lg1/K SPCuI K SPCuI=1.4*10-12 13-3电化学中的氧化还原反应与非电化学的氧化还原反应有什么区别？ 答:电化学的氧化还原是电子在电极上发生转移,有电流通过,方程式可写成两极的反应;而非电化学的氧化还原没有电流,方程式不能拆开写.
电化学分析法导论练习题 1.化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？ 2.电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？ 3.电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？ 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？ 5.电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？ 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？ 7.何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？ 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T为25℃,活度系数均为1） (1) Pt│Cr3+（1.0×10－4mol·L－1），Cr2+（0.10mol·L－1）‖Pb2+(8.0× 10－2mol·L－1)│Pb 已知： 答案:E=0.429V，是原电池 (2) 已知： 答案:E=0.007V，是原电池 (3) Pt，H2(20265Pa)│HCl（0.100mol·L－1）‖HClO4(0.100mol·L－1)│Cl2(50663Pa)，Pt 已知： 答案:E=1.448V，是原电池 (4) Bi│BiO+（8.0×10－2mol·L－1），H+（1.00×10－2mol·L－1）‖I－(0.100mol·L－1)，AgI(饱和)│Ag 已知：
答案:E=－0.261V，是电解池 9.已知下列半电池反应及其标准电极电位： Sb+3N++3e ＝SbH3 计算下列半电池反应Sb+3H2O+3e ＝SbH3+3OH－1在25℃时的值 答案:－1.34V 10.电池：Hg│Hg2Cl2，Cl－（饱和）‖Mn+│M 在25℃时的电动势为0.100V；当Mn+的浓度稀释为原来的1/50时，电池的电动势为0.050V。试求电池右边半电池反应的电子转移数（n值）。 答案:n=2 11.下列电池的电动势为0.693V（25℃） Pt，H2(101325Pa)│HA（0.200mol·L－1），NaA（0.300 mol·L－1）‖SCE ，不考虑离子强度的影响，请计算HA的离解常数Ka。 答案：Ka=3.9×10－8 12.下列电池的电动势为－0.138V（289o K） Hg│Hg(NO3)2（1.0×10－3mol·L－1），KI（1.00×10－2mol·L－1）‖SCE 试计算：的配合稳定常数K 。 答案：K=6.5×1029 13.已知下列半电池反应及其标准电极电位： 试计算：的配合稳定常数K 答案：K=67
电化学分析法具有以下特点。 ①灵敏度较高。最低分析检出限可达10-12mol/L。 ②准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高，前者特别适 ,用于微量 成分的测定，后者适用于高含量成分的测定。 ③测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定；电解分析法、电容量分析法及库仑分析法则可用于中等含量组分及纯物质的分析。 ④仪器设备较简单，价格低廉，仪器的调试和操作都较简单，容易实现自动化。 ⑤选择性差。电化学分析的选择性一般都较差，但离子选择性电极法、极谱法 及控制阴极电位电解法选择性较高。根据所测量电学量的不同，电化学分析法可 分为电导分析法、电位分析法、伏安法和极谱分析法、电解和库仑分析法。 电位分析法 用一指示电极和一参比电极与试液组成化学电池，在零电流条件下测定电 池的电动势，依此进行分析的方法。电位分析法是一种通过测量电极电位来测定 物质量的分析方法。如果能测定出电极电位E，则可求出该物质的活度或浓度。 电极电位的测量需要构成一个化学电池，一个电池有两个电极。在电位分析中，将电极电位随被测物质活度变化的电极称为指示电极，将另一个与被测物质无关的，提供测量电位参考的电极称为参比电极，电解质溶液由被测试样及其它组分 组成。 包括：直接电位法和电位滴定法。 电解分析法:应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上析出的金属的质量， 依此进行分析的方法。也称电重量法。 库仑分析法:应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析 的方法。 三电极的优点 1.可以同时测量极化电流和极化电位； 2. 三电极两回路具有足够的测量精度。 两类溶液体系 1.被测体系研究电极所处的溶液体系。 2.测量体系参比电极所处的溶液体系。 常见的参比电极 ①甘汞电极；Hg|Hg2Cl2|Cl- 由于Hg+→Hg2+ （亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。<70℃，另外，［Cl-］要饱和，防止发生变化)。 ②汞-硫酸亚汞电极；Hg|Hg2SO4|SO42- 亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受 温度影响大。防止Hg2SO4水解，应选高浓度的SO42-，<40℃。 ③汞-氧化汞电极； Hg|HgO|OH- Hg2+，比较稳定，但具有较强的氧化性，应 防止还原性物质对Hg2+的影响。 ④银-氯化银电极；Ag|AgCl|Cl- 络合离子Ag2Cl2 不稳定 Ag+→Ag2+ (光敏性强)Cl-、Br-和I-中，Cl-溶解度最大，所以： （控制Cl-纯度）的影响。 参比电极的选择 测量体系（参）与被测体系（研）具备相同的阴离子（浓度相近），则不要盐桥，如没有相同的阴离子，则需要盐桥，常用的是以下三种阴离子电极（酸、盐、碱）SO42-：Hg|Hg2SO4|SO42- Cl-：Hg|Hg2Cl2|Cl- 或 Ag|AgCl|Cl-