化学修饰电极在分析化学中的应用
王绿静，分析化学
（郑州大学，郑州，450052）
摘要：化学修饰电极是当前电化学、电分析化学方面十分活跃的研究领域，并且为化学和相关边缘学科开拓了一个创新的和充满希望的广阔研究领域。本文着重概述化学修饰电极电极在分析化学中的应用。
关键词：电化学，电分析化学，电化学修饰电极。
1.绪论
化学修饰电极的来源和兴起与整个化学和其他学科特别是电化学的研究密切相关。1973年Lane和Hbbard[1]开辟了改变电极表面结构以控制电化学反应过程的新概念，它有力的说明了吸附在电极表面上的基团能够发生表面配合反应，并借改变电极电位来调节其配合能力，指示了化学修饰电极的萌芽；1975年Miller[2]和Murray[3]分别独立地报道了按认为设计对电极表面进行修饰的研究，标志化学修饰电极的正式问世。20世纪80年代初，光谱电化学研究最重要的是发展了红外反射-吸光光谱（I-RAS）[4]和表面增强拉曼光谱（SERS）[5],特别是有利于电极表面进行现场研究，最新发展的扫描隧道显微镜（STM）[6]，在溶液中进行表面微观检测，达到原子级水平，将这一方法与电化学相结合发展的电化学-扫描隧道显微镜以及电化学-原子力学显微镜法[7]，是对电极表面结构进行微观、实时地观测的最有利的近代方法。预计不久的将来，利用各交叉学科技术进行电化学现场观测的方法，将对化学修饰电极的微观结构特征全方位的了解，并不断推动化学修饰电极的研究迅速发展。
电极表面的化学修饰包括单层和多层的体系在内，基于其微观结构性质可将电极上的修饰层分为三种类型：1. 修饰单层，最初是用化学强吸附和共价键合法在电极的表面形成单层结构，后来发展到LB膜法和自组膜法可在电极表面获得高度有序排列的单分子修饰层，使修饰层的结构得到精细控制；2.修饰均相复层，在这种修饰膜内部的传输性质是很均匀的，因此很适用于进行基础理论的研究；3.修饰有粒界的厚层，这种修饰层体系虽然不适于做定量的理论研究，却具有合成方法的灵活性，而且提供了广泛结合具有不同化学性质到单一结构上的能力，很有实用前途。化学修饰电极在过去的30年里在以下领域中得到明显的进展[8~12]，如：电极表面微结构与动力学的理论研究；化学修饰电极的电催化研究；化学修饰电极在能量转换、存储和显示方面的研究；在分析化学中的应用；在生物电化学和传感器中的应用；表面修饰在光伏电极的光电催化和防腐中的作用；在立体有机合成中的研究；分子电子器件
的研究。本文着重对其在分析化学中的应用展开论述。
2.在分析化学中的应用
提高灵敏度和提高选择性一直是各种分析方法长期以来所追求的目标，而现代分析化学对物质的测定已不限于组成和含量，还涉及到物质的形态、价态、结构和瞬态等，还要适应某些特殊场合，如微区、薄层、表面和活体等的分析以及在固相气相中的测定，要求给出实时和多维时空的信息。化学修饰电极可利用丰富多彩的有机物、无机物、金属、聚合物和生物物质等多种功能，在电极表面进行各种各样的修饰设计，包括多元、多层、多组分、微型化和阵列化等，以期达到高选择性和高灵敏度的检测，并适应复杂情况下对多种信息的需求，使化学修饰电极在近代分析中地位日益重要[13~15].
2.1利用修饰剂本身的功能
对于电位很高的物质（如有机过氧化物[16]、硫基化合物[17]、肼类[18~19]以及草酸[20]等），特别是非电活性化合物（如氨基酸类[21]、糖类[22]、含a-氢的有机化合物等[23]）的测定，可依据电极表面的修饰剂发生电催化反应进行。酞菁钴、铜（或钌、镍）的氧化物、普鲁士蓝类混合价态化合物，乃至电生的新铂微粒等都有活泼的电催化性能，借此可解决电分析化学中的一些难点。有些方法已用于实际生物样品的测定。如测定血液、血浆中半胱氨酸、还原性谷胱氨酸等[23]，具有灵敏性高、抗干扰性强的优点。今后着重研究电催化性能的机理和规律，以发觉催化剂的种类，并扩大被测物的范围。
对于阴离子，包括某些难发生电话学反应的阴离子的测定问题，可选择适当的修饰剂来解决。
-，如用聚吡咯、聚噻吩修饰膜，借阴离子深入膜中对其氧化还原波的影响，可以间接测定ClO
4 -等[24]。另一方面，导电聚合物膜在电解过程中发生掺杂-去掺杂作用，如PPy/GC SCN-,I-,SO
4
电极呈现对掺杂阴离子的能斯特响应[25]、在PTh/GC电极上呈现电解质广谱性的电导响应[26]等均可用来对阴离子进行测定。由于其响应的信号迅速，电极制备方法简单可控，是很有前途的电化学传感器。最新研究的一种新颖的超微铂粒化学修饰电极。这种超微铂粒修饰电极具有较大的比表面积和很高的催化活性。在中性和碱性溶液中获得了对胱氨酸、N-乙酰基半胱氨酸和谷甘酞稳定的，显著地电催化氧化。对卤素离子，巯基化合物、羟基化合物也均有催化氧化作用。在流动注射分析中，应用脉冲伏安检测技术获得对上述物质的灵敏检测。适
/CF电极能在不很用于工业废水和环境水质中这类组分的痕量分析。修饰在碳纤维上的Pt
ultm
正的点位下催化氧化肼（氧化电流从0.3V开始升到0.6V（vs.Ag/AgCl））达平台。肼在2.7~273pmol/L范围内，氧化峰电流与其浓度呈线性关系，而且催化活性和稳定性极好[27]，可用于毛细管电泳安培检测，扩大了化学修饰电极在毛细管电泳/电化学中的应用。
2.2.利用不同修饰剂的组合形式可提高灵敏度和选择性
将不同的修饰剂组合在电极表面能发挥其协同效应，可以采用多元组合修饰在同一薄膜中，如具电荷-配合双功能，可用于DC18C6-Nafion/GC修饰电极发挥其离子交换和配合的双重作用[28~29]，结合溶出法能使测定Tl(I),Ag(I)和Pb（II）的灵敏度大为提高，如再具电荷-催化双功能，可用于CoPc-Nafion/GC修饰电极来排除抗坏血酸的干扰，催化双氧水氧化反应，是测定高灵敏的进行。采用不同修饰剂的双层组合，如具尺寸-荷电双功能，将醋酸纤维素外膜/Nafion内膜组成双层修饰在玻碳电极上[30]，利用外膜的孔径和内膜对荷正离子的选择性，有效地排除诸多生物神经递质的干扰，即使在很高含量的肾上腺素的共存下也能测定多巴胺。
2.3.利用多类促进剂和媒介修饰电极，适合于生物大分子的电化学检测
如燃料类薄膜电极可用于肌红蛋白[31~32]和血红蛋白的测定，以及用Cu-基修饰电极催化细胞色素c的测定等。
2.4超微电极和超微修饰电极能满足微区测定要求，实现活体测定
若在超微电极上修饰Nafion，可以排除其他生物物质的干扰，对神经递质多巴胺进行选择性的测定。将生物物质的分析提高到“细胞水平”。超微电极和超微修饰电极能在高阻抗体系下工作，故可将分析体系由液相扩展到固相和气相。例如以Nafion涂层金刚电极可测定空气中的NO
，达到ppm级。用组合式超微电极和超微修饰电极的放大作用可进一步提高测
2
定的灵敏度。利用其作检测器，还可以在大量不可反应物质的存在下分析测定电化学可逆性好的痕量物质。
2.5.在多元化学修饰阵列电极研究中，利用化学计量学是解决复杂体系中多种成分测定的强有力的手段，将会越来越受到关注
化学修饰电极和先进技术联用是提供多维时空信息的良好途径。如与液相色谱以及流动注射联用，可结合色谱的分离和电化学方法的选择性和灵敏性，适应于连续自动分析，给出实时信息；若与毛细管电泳技术联合，在微修饰电极上也可实现细胞水平的测定；若与STM技术结合，在扫描电子显微镜法SECM中发挥高选择性、分子识别的作用使对生物物质的测定达更高的水平。
3.化学修饰电极在分析化学中的意义
从本质上看，化学修饰电极在提高灵敏度方面具有独特的优越性。化学修饰电极表面上的微观结构可提供多种能利用的势场，使待测物能进行有效的分离富集，借控制电极电位又能进一步提高选择性，而且还能把测定方法的灵性和修饰剂反应的选择性结合，可认为化学修饰
电极是把分离、富集和选择测定三者合而为一的理想体系。
在分析测定方面，化学修饰电极可利用电催化反应以提高测定的选择性和灵敏性，如聚乙烯二茂铁修饰膜可催化氧化抗坏血酸，钴卟啉修饰膜催化氧化肼，并可用于流动分析中；可利用离子交换反应进行选择性富集，如阳离子交换性膜具有的畴结构和对阳离子的交换能力、用Nafion/GC电极可选择交换神经递质多巴胺等，而抗坏血酸和尿酸不干扰测定；可利用表面配合反应而进行富集分离，在电极表面修饰上配合剂和螯合剂，使待测离子与之发生配合反应而被选择分离，如用冠醚的内腔包合作用而制成的DC18C6-Nafion/GC电极，分别对TI+,Ag+和pb2+选择性富集、溶出测定达到了很高的灵敏度；可利用修饰膜的渗透选择性，基于待测分子或离子的荷电大小和空间结构等的差异，当通过膜孔时，后者起到“分子饰”作用而进行分离，如用醋酸纤维素与Nafion复合制成双层膜，富集和分离效果更加显著，大大提高了对DA测定的选择性；可利用媒介作用如速氧化还原蛋白质在电极表面的电子传递过程，如亚甲蓝-聚吡咯修饰电极对细胞色素c以及亚甲蓝修饰电极对血红蛋白电极反应的加速；可利用专一结合作用，可将抗原/抗体专一结合反应与化学放大作用相结合，为新型电化学生物传感器提供设计依据。如将辅酶和包埋有底物脱氢酶的脂质体共同修饰在电极
Y时，引发了包在脂质体内的SDH释放出来，同表面，当待测物抗原A和抗体Y结合生成A
2
时底物S和NAD+在SDH酶的催化下生成产物P和NADH,而NADH又能很快地在电极上氧化为NAD+,如此循环，可以发生“双重放大“作用。
化学修饰电极用于分析化学的前途是广阔的，无论在无机物、有机物和生物以及其活性物质的测定、价态分析和用于流动体系等诸多方面将发挥越来越大的作用。它也是近期化学修饰电极研究获得显著进展的一个重要方面。
4.展望
化学修饰电极已成功地应用到电催化、电化学分析和电合成中，目前正处于进入能量转换体系（燃料电池、水分解）以及生物电化学和光电化学领域的破晓前夕。应用电化学的前景也将相应于这个学科的发展。在这个领域的进展和成功必须对所发生的反应从分子水平上深入了解，要通过量子化学获得更为定量的数据，这样，人为剪裁的电极才能满足对高活性、高选择性和高稳定性的要求。
展望21世纪，随着提高灵敏技术和现场方法的应用，化学修饰电极表面将成为化学学科研究的场所。在电极/电解液界面区设计和组装人工模型，以推动电极过程动力学的的基础理论的发展，继续开拓电催化的新领域。将着重研究生命科学中的有关问题，以及在极端条件和特殊需要下进行检测，拓宽化学修饰电极在近代分析化学中的应用范围。与超微电极和微
电子技术以及化学计量学结合，将在分子电子器件等高科技领域中发挥作用。
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分析化学在现实生活中的应用我们的生活离不开物质。如何让物质能更加美好我们的生活呢?掌握一点化学知识其实是非常实用的方法。无论是生产、生活,还是环境保护、能源与资源的利用、医药卫生与人体健康等与化学有着广泛的关系。因此,生活中有许多化 学知识需要我们去认识。 “民以食为天”,我们先来看看吃里的化学吧。 油条是我国传统的早餐食品之一,它的历史非常悠久。当大家吃着香脆可口的油条时,是否会想到油条制作过程中的化学知识呢? 先来看看油条的制作过程:首先是发面,用鲜酵母或老面(酵面)与面粉一起加水揉和,使面团发酵到一定程度后,再加入适量纯碱、食盐和明矾进行揉和,然后切成厚1厘米,长10厘米左右的条状物,把每两条上下叠好,用窄木条在中间压一下,旋转后拉长放入热油锅里去炸,便成了一根香、脆的油条。 在发酵过程中,由于酵母菌在面团里繁殖分泌酵素(主要是分糖化酶和酒化酶),使一小部分淀粉变成葡萄糖,又由葡萄糖变成乙醇,并产生二氧化碳气体。同时,还会产生一些有机酸类,这些有机酸与乙醇作用生成有香味的酯类。反应产生的二氧化碳气体使面团产生许多小孔并且膨胀起来。有机酸的存在,就会使面团有酸味,加入纯碱,就是要把多余的有机酸中和掉,并能产生二氧化碳气体,使面团进一步膨胀起来;同时,纯碱溶于水发生水解,后经热油锅一炸,由于有二氧化碳生成,使炸出的油条更加疏松。 从上面的反应中,也许大家会担心,在制作油条时不是使用了氢氧化钠吗?含有如此强碱的油条,吃起来怎么会可口呢?然而其巧奥妙之处也在于此。当面团里出现游离的氢氧化钠时,原料中的明矾就立即跟它发生了反应,使游离的氢氧化钠经成了氢氧化铝。氢氧化铝的凝胶液或干燥凝胶,在医疗上用作抗酸药,能中和胃酸、保护溃疡面,用于治疗胃酸过多症、胃溃疡和十二指肠溃疡等。常见的治
《仪器分析》课程论文 学院：南昌师范学院 专业：化学教育 年级：2015级 姓名：曾欠妹 论文题目：气相色谱在分析化学中的应用指导老师：万全玉 日期：2016年12月04日 学号：2015382121
气相色谱在化学分析中的应用 摘要 气相色谱法其实就是一种分离技术，色谱法是指用气体作为流动相的色谱法，常应用于分析化学中检测物质的成分，它所具有的三大优点是高分力效能、高检测性能、分析快速。色谱法的原理是让混合物各组分在两相间流动，让它们相互作用，其中有一相是不流动的，称为固定相，而另外一相是带着混合物中各组分一起流过此固定相的，我们它称为流动相，当混合物中各组分在流过固定相时就会与其相互作用，由于不同物质组分与其的作用也会不同，经过一定时间的相互作用之后，不同的组分在流动相中停留的时间也是不同的，所以各组分出来的时间就会不同，这样就可以把它们分离开来了。在分析化学中会经常使用气相色谱的定性、定量分析方法来测定物质的组成及含量。 关键词：气相色谱法、气相色谱仪、应用
目录 一、引言 (1) 二、气相色谱的发展 (1) 三、气相色谱仪 (1) 3.1气相色谱仪的构造 (1) 3.2气相色谱仪的原理 (2) 四、气相色谱分析的应用 (2) 4.1乙醇溶液的气相色谱分析 (2) 五、结语 (3)
一、前言 气相色谱经过多年的发展历程，现在已经是一项比较成熟的重大科学技术了。气相色谱法可以分为两种，一种是气—液色谱法，另一种是气—固色谱法。其中气—液色谱法的固定相是液体，一般是涂在固体担体上或毛细管壁上的，而气—固色谱法的固定相是固体吸附剂。近年来，气相色谱仪也在不断的被完善，精密度也越来越高，越来越智能化，在分析化学中的应用也非常广泛了,可以用气相色谱法来分析乙醇溶液。 二、气相色谱法的发展 历史上最早的气相色谱仪是1947年由色谱学家jaroslav janlik发明的。 1950年，Marin和James使用硅藻土助虑剂做载体，硅油为固定相，用气体流动相对脂肪酸进行精细分离，这就是气—液色谱的起源。 1952年，Marin和James他们有连续发表过三篇论文，都叙述了用气相色谱分离低碳数脂肪酸、挥发性胺和吡啶类同系物的方法，这标志着气—相色谱从此正式进入了历史舞台。同年，他们也发明了第一台气相色谱检测器。 1954年，Ray发明了热导池检测器。 1955年，第一台商品化气相色谱仪诞生。 1957年，Golay创立了毛细管色谱柱理论，并且还制备了第一根毛细管色谱柱。 1958年，Mcwillian和Harley同时发明氢火焰离子化检测器,而Lovelock发明氩电离检测器。 1960年，Lovelock发明电子俘获检测器。 20世纪60年代末，Vogt发明混合型进样系统。 1966年，Brody发明火焰光度检测器。 1974年，Kolb和Bischof提出电加热的氮磷检测器。 1977年，Grob发明冷柱头进样方法。1979年，Dandenean和Zerenner发明弹性石英毛细管。20世纪90年代，出现电子流量控制器，通过计算机实现压力和流量自动控制的电子程序压力流量控制系统。 三、气相色谱仪 3.1气相色谱仪的构造 气相色谱仪一般有五大部分组成的：①载气系统，是由气源、气体净化和气体流速控制部件组成。载气一般为氮气，氢气和氦气。②进样系统，有进样器、汽化室两部分。③色谱
电极反应式的书写 高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是 A．Li是正极，MnO2是负极 B．放电时负极的反应：Li－e－===Li＋ C．放电时正极的反应：＋e－===MnO2 D．电池放电时，产生高锰酸根离子 【参考答案】B 【试题解析】Li在负极发生反应：Li－e－===Li＋，MnO2在正极发生反应：MnO2＋e－===。 解题必备 1．根据装置图书写电极反应式 （1）确定原电池的正负极及放电的物质。 首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。 （2）书写电极反应式。 ①负极反应： 规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H＋(或其他氧化产物)，要注意生成的物质是否与电解质溶液发生反应。 ②正极反应： 规律：阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O2－。 （3）写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2．根据电池总反应式，写电极反应式 第一步：找出还原剂和氧化剂，确定负极、正极放电的物质。 第二步：利用电荷守恒写出电极反应式，注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应，如O2?在酸性溶液中生成H2O，在碱性或中性条件下生成OH－；＋4价碳在酸性条件下生成CO2，在碱性溶液中
以形式存在。 第三步：验证，将两个半反应相加，得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。 学霸推荐 1．Li-A l/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S+Fe 有关该电池的下列说法中，正确的是 A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1 B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋ D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 2．Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 3．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为：Al?3e?Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al+4OH??3e?+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl 3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu–2e?Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu?2e?Cu2+ 答案 1．【答案】B 【解析】由正极的电极反应式知，在负极上Li失去电子被氧化，所以Li-Al在电池中作为负极材料。该材料中Li的化合价为0价，故A项错误；负极的电极反应式为2Li－2e－===2Li＋，故C项错误；该电池的总反应式为正、负极的电极反应式之和：2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B项正确；由于充电时阴极发生还原反应，所以阴极的电极反应式为2Li＋＋2e－===2Li，故D项错误。 2．【答案】B 3．【答案】C
化学计量学在分析化学中的应用 倪永年编著 科学出版社 索书号：54.6/24 馆藏号：022604 内容介绍: 本书根据作者多年来在化学计量学领域中的教学实践与科学研究的经验，对化学计量学的一些基本理论及原理进行了深入浅出的阐述，并对化学计量学在分析化学中的实际应用作了较详细的叙述和介绍。 本书共分12章，内容包括统计基础、化学实验设计与优化方法、分析信号处理、多元校正分析、因子分析及相关技术、化学模式识别、人工神经网络及遗传算法等常用的化学计量学方法的原理，以及化学计量学在电分析化学、动力学分析、电位滴定分析及分光光度分析中的应用。 本书的目的是使读者阅读之后能更好地掌握化学计量学的基础知识，并有更多的机会应用化学计量学方法来解决科研和教学中的实际问题。 本书目录: 第一章化学计量学的历史、现状及教学 1.1 化学计量学的主要内容及方法 1.2 化学计量学的教学 参考文献 第二章统计基础 2.1 分析质量判据和统计检验 2.2 显著性检验 2.3 一元校正和相关性分析 2.4 检测限 附表A2 统计中常用临界值分布表 参考文献 第三章化学试验设计与优化方法 3.1 正交试验设计 3.2 均匀试验设计 3.3 析因设计 3.4 单纯形优化法 3.5 响应曲面设计 附表A3 常用正交设计表和均匀设计表 参考文献 第四章分析信号处理 4.1 分析信号的卡尔曼滤波 4.2 分析信号的平滑和求导 4.3 分析信号的Hadamard变换 4.4 傅里叶变换 4.5 小波变换 参考文献 第五章多元校正分析 5.1 多元线性回归
5.2 多元非线性回归 5.3 岭回归 5.4 多元线性回归法用于多组分分析 5.5 通用标准加入法 5.6 主成分分析 5.7 主成分回归 5.8 偏最小二乘法 5.9 三维主成分分析 参考文献 第六章因子分析及其相关技术 6.1 概述 6.2 因子旋转 6.3 方差最大旋转 6.4 目标转换因子分析法用于因子旋转 6.5 基于曲线分辨的方法 6.6 迭代目标转换因子分析法 6.7 渐进因子分析 6.8 固定窗口渐进因子分析 6.9 启发渐进特征投影法 6.10 广义秩消失因子分析法 6.11 残差双线性分解法 参考文献 第七章化学模式识别 7.1 聚类分析 7.2 相似系数和距离 7.3 测量数据预处理和特征选取 7.4 聚类分析算法 7.5 基于主成分分析的投影判别法 7.6 有管理模式识别 参考文献 第八章人工神经网络及遗传算法 8.1 神经元 8.2 线性学习机和感知器网络 8.3 多层向前网络 8.4 MLF网络的训练和测试 8.5 其他网络函数 8.6 人工神经网络在化学领域中的应用 8.7 遗传算法 8.8 遗传算法在分析化学中应用 参考文献 第九章电分析化学 9.1 化学计量学在无机离子测定中的应用9.2 化学计量学在有机电分析化学中的应用参考文献
-电极反应的书写 一、写出下列装置的电极反应 1、 2、 3、 4、 5、 6、 铁银 NaCl溶液
7、 8、 9、 10、 11、M 、N 均为惰性电极： CuSO 4
12、 13、 14、a、b、c、d都为惰性电极，填空： M为极，N为极， a极上的电极反应为： b极上的电极反应为： 总方程式为： c极上的电极反应为: d极上的电极反应为： 总方程式为：
15、 （1 A： C： 16 17B上的c （1 （2 （3 ________或
参考答案1、阳极：4OH-4e—＝2H2O+O2↑ 阴极：2Cu2++4e—＝2Cu 2CuSO4 + 2H2O 电解 2H2SO4 + O2↑+ 2Cu 2、负极：Cu–2e—＝Cu 2+正极：2Ag++2e—=2Ag 总方程：2Ag ++ Cu＝Cu 2++2Ag 3、负极：Fe 总反应： 4、负极：2H2 正极：O2 2H2 5、负极： 正极：O2+ 总方程： 6、阳极： 阴极：2H+ 2NaCl + 2H2 7、阳极：Cu 阴极： 8、正极：O2 负极：2H2 2H2+O2=2H 9、负极：Cu 正极：2Ag ++2e—=2Ag 总方程：2Ag ++ Cu＝Cu 2++2Ag 10、负极：2Al–6e—+8OH—=2AlO2—+4H2O 正极：6H2O+6e—=3H2↑+6OH— 11、M、N均为惰性电极： 甲池：负极：C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O 正极：3O2+6H2O+12e—＝12OH―
总：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O 乙池：阳极：4OH-4e—＝2H2O+O2↑ 阴极：4Ag++4e—＝4Ag 4AgNO3 + 2H2O 电解 4HNO3 + O2↑+ 4Ag 12、正极：3O2+12e—+12H+=6H2O 负极：C2H5OH－12e—+3H2O=2CO2+12H+总方程式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 13 14、 a： b： c： d、 2H2 15、 CuCl C： D： 4AgNO3 + 2H2O 4HNO3 + O2↑+ 4Ag 16、负极：CH4—8e—+10OH—=CO32—+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e—＝8OH― CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 17、（1）正极 （2）2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ （3）Zn—2e—=Zn2+
化学修饰电极 化学修饰电极是20世纪70年代中期发展起来的一门新兴的、也是目前最活跃的电化学和电分析化学的前沿领域。化学修饰电极是在电极表面进行分子设计，将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物设计固定在电极表面，使电极具有某种特定的化学和电化学性质。化学修饰电极扩展了电化学的研究领域，目前已应用于生命、环境、能源、分析、电子以及材料学等诸多方面。 一、研究修饰电极的实验方法:目前，主要应用电化学和光谱学的方法研究修饰电极，从而验证功能分子或基团已进入电极表面，电极的结构如何，修饰后电极的电活性、化学反应活性如何，电荷在修饰膜中如何传递等。 1、电化学方法:通过测量化学反应体系的电流、电量、电极电位和电解时间等之间的函数关系来进行研究的，用简单的仪器设备便能 1，2获得有关的电极过程动力学的参数。常用的方法有循环伏安法， 3,45-8微分脉冲伏安法，常规脉冲伏安法，计时电流法，计时库仑法，计时电位法以及交流伏安法和旋转圆盘电极法。 2、光谱法:能够在分子水平上研究电极表面结构的微观特性，如数量，空间，与电极材料成键的类型，平均分子构象，表面粗糙度对结构的影响，聚合物的溶胀，离子含量，隧沟大小，聚合物结构中的流动性等，这些对于修饰电极的应用是十分重要的。研究化学修饰电极的常 9-11用表面分析方法有X光电子能谱,XPS,、俄歇电子能谱,AES,12- 1415,161718-20、反射光谱(Vis-UV, 红外反射光谱)、扫描电镜 (SEM)、 1 光声及光热光谱等。 二、化学修饰电极的分类:一般分为吸附型、共价键合型、聚合
物型三大类。 1、吸附型:用吸附的方法可制备单分中层，也可以制备多分子层修饰电极。将修饰物质吸附在电极上主要通过四种方法进行:平衡吸附型，静电吸附型，LB膜吸附型，涂层型。 21-25平衡吸附型:在电解液中加入修饰物质，它们就会在电极表面形成热力学吸附平衡。强吸附性物质，如高级醇类、硫醇类、生物碱等 -3-5在电解液中以10~10mol/L低浓度存在时，有时能生成完整的吸附单分子层，一般则形成不完全的单分子层。这种吸附式可逆的，与浓度、电解液组成、电极电位等都有关。这种方法直接、简单，但修饰物质有限，修饰量一般也较少，因此，在应用上有一定的限制。 26-30静电吸附型:电解液中离子能以静电引力在电极表面集聚，形成 -1多分子层，一般需要在10~10mol/L的高浓度溶液中，也可能在低浓度溶液中。静电吸附在热力学上不可逆的。过去在电化学体系中所谓支持电解质的影响，其本质可能就是其离子在电极表面的静电吸附，起到了修饰电极的作用。 31-35LB膜吸附型:将不溶于水的表面活性物质在水面上铺展成单分子膜,LB膜,后，将亲水基伸向水相，而疏水基伸向气相。当该膜与电极接触时，若电极表面是亲水性的，则表明活性物质的亲水基向电极表面排列，若电极表面是疏水性的，则逆向排列。这时，加一定的表面压，并依靠成膜分子本身的自组织能力，得到高度的分子有序排 2 列，最后，把它转移到电极表面，得到LB膜吸附型修饰电极。LB膜修饰电极 一般只有一个或几个单分子层厚，电子或物质的传输容易，加上修饰分子的紧密排列，活性中心密度大，所以此类电极的电化学相应信号也较大。LB膜较牢固，电 极可望有较长的寿命。另外，由于修饰分子在电极表面有序排列而能产生用一般方
分析化学在生产、生活和科研中的应用例子1、测定三聚氰胺在乳制品中的含量 方法：高效液相色谱法测定原料乳与乳制品中三聚氰胺含量。 原理：用三氯乙酸溶液 - 乙腈提取试样，经阳离子交换固相萃取柱净化后，用高效液相色 谱测定，外标法定量。 试剂与材料：甲醇、乙腈、 25％～28％的氨水、三氯乙酸、柠檬酸、辛烷磺酸钠、甲醇水 溶液（含 50mL甲醇和 50mL水）、三氯乙酸溶液（ 1％）、氨化甲醇溶液（ 5％）、离子对试剂缓冲液（由柠檬酸和辛烷磺酸钠配制）、三聚氰胺标准（CAS108-78-01，纯度＞99.0%）、三聚氰胺标准储备液（ 1mg/mL）。所有试剂均为分析纯，水为 GB/T 6682 规定的 一级水。阳离子交换固相萃取柱、定性滤纸、海砂、微孔滤膜、氮气（纯度≥ 99.999％） 仪器和设备：高效液相色谱（ HPLC）仪、分析天平、离心机、超声波水浴器、固相萃取 装置、氮气吹干仪、涡旋混合器、 50mL具塞塑料离心管、研钵。、 样品处理 提取：液态奶、奶粉、酸奶、冰淇淋和奶糖等。称取 2g（精确至 0.01g）试样于 50mL具塞 塑料离心管中，加入 15mL三氯乙酸溶液和 5mL乙腈，超声提取 10min，再振荡提取 10min 后，以不低于 4000r/min 离心 10min。上清液经三氯乙酸溶液润湿的滤纸过滤后，用三氯乙酸溶液定容至 25mL，移取 5mL滤液，加入 5mL水混匀后做待净化液。②奶酪、奶油和巧克力等。 称取 2g（精确至 0.01g）试样于研钵中，加入适量海砂（试样质量的 4 倍～ 6 倍）研磨成干 粉状，转移至 50mL具塞塑料离心管中，用 15mL三氯乙酸溶液分数次清洗研钵，清洗液转 入离心管中，再往离心管中加入 5mL乙腈，超声提取10min，再振荡提取 10min 后，以不低 于 4000r/min 离心 10min。上清液经三氯乙酸溶液润湿的滤纸过滤后，用三氯乙酸溶液定容 至 25mL，移取 5mL滤液，加入 5mL水混匀后做待净化液。若样品中脂肪含量较高，可以 用三氯乙酸溶液饱和的正己烷液 - 液分配除脂后再用 SPE柱净化。 净化：将待净化液转移至固相萃取柱中。依次用 3mL水和 3mL甲醇洗涤，抽至近干 后，用6mL氨化甲醇溶液洗脱。整个固相萃取过程流速不超过 1mL/min。洗脱液于 50℃下 用氮气吹干，残留物（相当于 0.4g 样品）用1mL流动相定容，涡旋混合1min，过微孔滤膜后，供HPLC测定。 高效液相色谱测定：用流动相将三聚氰胺标准储备液逐级稀释得到的浓度为 0.8 、2、20、40、80μg/mL的标准工作液，浓度由低到高进样检测，以峰面积 -浓度作图，得到标准曲线回归 方程。定量测定待测样液中三聚氰胺的响应值应在标准曲线线性范围内，超过线性范围则应 稀释后再进样分析。空白实验除不称取样品外，均按上述测定条件和步骤进行。本方法的 定量限为 2mg/kg。在添加浓度 2mg/kg～10mg/kg 浓度范围内，回收率在 80%～110%之间， 相对标准偏差小于 10%。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术 平均值的 10%。 2、测定硫化氢在空气中的含量 方法：吸光光度法 原理：硫化氢被碱性锌氨络盐溶液吸收后，在酸性溶液中释放出硫离子，在三氯化铁存 在下，与对氨基二甲基苯胺生成亚甲基蓝。其颜色深浅与硫离子含量成正比例进行比色定
几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1．电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2+ 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH-，因此， 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-。 2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此 正极的电极反应式为：O2+ 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2-，2O2- + 4H+ === 2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3.中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4.水溶液中不能出现O2- 二、甲醇燃料电池
4.7 配位滴定方式及其应用 在配位滴定中，采用不同的滴定方式，不仅可以扩大配位滴定的应用范围，而且可以提高配位滴定的选择性。 4. 7. 1直接滴定法 这种方法是用EDTA 标准溶液直接滴定待测金属离子。采用直接滴定法必须满足下列条件： ①被测粒子浓度M c 及其与EDTA 形成的配合物的条件稳定常数MY K '的乘积应满足准确滴定的要求，即lgc MY K '≥6。 ②被测离子与EDTA 的配位反应速率快。 ③应有变色敏锐的指示剂，且不发生封闭现象。 ④被测离子在滴定条件下，不会发生水解和沉淀反应。 直接滴定法操作简单，一般情况下引入的误差较少，因此只要条件允许，应尽可能采用直接滴定法。表4-6列出了EDTA 直接滴定一些金属离子的条件。 表4-6 EDTA 直接滴定的一些金属离子 金属离子 pH 指示剂 其他条件 +3i B 1 XO 3HNO +3Fe 2 磺基水杨酸 50~60℃ +2Cu 2.5~10 PAN 加乙醇或加热 8 紫脲酸铵 +2n Z 、+2d C 、+ 2Pb 和稀土元素 5.5 XO 9~10 EBT +2Pb 以酒石酸为辅助配 位剂 +2Ni 9~10 紫脲酸铵 氨性缓冲溶液，50~60℃ +2Mg 10 EBT +2Ca 12~13 钙指示剂 例如水硬度的测定就是直接滴定法的应用。水的总硬度是指水中钙、镁离子的含量，由镁离子形成的硬度称为镁硬，由钙离子形成的硬度称为钙硬测定方法如下：现在pH ≈10的氨缓冲溶液中以EBT 为指示剂，用EDTA 测定，测得的是+2Ca 、+ 2Mg 的总量，另取同样 试液加入NaOH 调节pH ＞12，此时此时+ 2Mg 以2）（OH Mg 沉淀形式被掩蔽， 用钙指示剂，
化学计量学在分析化学中的应用 摘要：化学计量学是化学量测的基础理论与方法学，运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法，优化化学量测量过程，并从化学量测数据中最大限度地获取有用化学信息的科学。化学计量学很多研究内容都涉及分析化学基础性问题，如样品的采样理论、分析方法的灵敏度、检出限等。在本文主要从最优化方法、多元校正分析法、模式识别法、化学定量构效关系等方面对化学计量学在分析化学中的应用进行了综述。阐明了化学计量学在分析化学中的作用及广阔的应用前景。 关键词：化学计量学分析化学应用 1.引言 19世纪70年代，瑞典科学家S.Wold首次提出“化学计量学”，随后化学计量学在我国发展有二十余年，已然成为分析化学的一个重要分支。它主要运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。 20世纪80年代,在分析测试或化学量测中,人们第一次发现,取得数据甚至大量数据已不是最困难的一步。最难解决的瓶颈问题是这些数据的解析及如何从中提取所需的有用化学信息[1]。计算机的出现推动了化学计量学的发展，化学家、分析化学家利用可在计算机上实现许多强有力的数学方法，包括一些相关学科发展的数据与信号处理新方法，从多维化学量测数据中提取有用的相关化学信息。 其方法贯穿了分析量测中“采样-测量-数据处理”的各个部分,包括采样理论、实验设计、选择和优化实验条件、单变量和多变量信号处理以及数据分析[2]。 2.化学计量学在分析化学中的应用 2.1最优化方法
在化学实验中，经常使用最优化方法，分为局部最优和全局最优。而在化学研究的实践中，很多目标函数非常复杂，采用简单的局部最优方法很难奏效[3]。常用的全局优化算法有模拟退火法、遗传算法、人工神经网络等。这里主要介绍人工神经网络。 现代生物学研究在不断研究人脑组织后,提出了人工神经网络这一概念。人工神经网络( Artificial Neural Network,简称ANN)是用模拟生物神经元的某些基本功能元件(即人工神经元) [5],按各种不同的联结方式组成的一个网络。人工神经网络是十分复杂的网络,它是由大量简单的处理单元连接而成的,并且可以模拟大脑的行为。人工神经网络（ANN）能够对数据模式进行有效地分类与解析,它比较适合处理结果与原因关系不确定的非线性测量数据,许多化学问题都是由于这种不确定性产生的,所以它成功地应用于很多化学领域[6]。人工神经网络由神经元模型构成,这种由许多神经元组成的信息处理网络具有并行分布和结构。每个神经元具有单一输出,并且能够与其他神经元连接；存在许多(多重)输出连接方法,每种连接方法对应一个权系数。 目前人工神经网络在谱图分析、药物分子药效预测和蛋白质结构预测方面的应用已有报道[7]。此外，ANN还促进了仪器联机与实验室自动化,并卓有成效地控制或指导生产,提高和保证了生产质量。 2.2多元校正分析法的应用 多元校正与分辨一直就是分析化学计量学研究的主要内容。随着多元分析不断开发和逐步崛起,研究目标及对象越来越复杂,要求分析工作者给出快速准确的定性、定量及结构分析的结果。 多元校正法则是对现代分析仪器所提供大量的量测数据进行解析的数学统计方法[8]。多元分析校正一直都是化学计量学的主体部分，主要研究如何从量测数据中提取化学体系的定性与定量分析信息，这一领域业已形成了化学计量学极
常见化学电源电极反应式的书写汇总1、银-锌电池： (电解质溶液：KOH溶液) 2、Ni-Cd电池：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：Cd +2 NiO(OH) + 2H 2O=Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 正极：2 NiO(OH) + 2H 2O+2e-→2Ni(OH) 2 +2OH- 负极：Cd +2OH-→Cd(OH) 2 + 2e- 3、铅蓄电池：(电解质溶液：硫酸) 总反应：Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 =2PbSO 4 + 2H 2 O 正极：PbO 2 + 4H++SO 4 2-+2e-→PbSO 4 + 2H 2 O 负极：Pb + SO 42-→PbSO 4 +2e- 4、锌锰干电池 (1)酸性(电解质:NH 4 Cl等)［注：总反应式存在争议］ (2碱性(电解质KOH) 总反应：Zn+2MnO 2+H 2 O=Zn(OH) 2 +Mn 2 O 3 正极：2MnO 2+H 2 O+2e-→Mn 2 O 3 +2OH- 负极：Zn+2OH-→Zn(OH) 2 +2e-5、氢-氧电池：
6．锂电池：(正极材料为LiMnO 2 ) 总反应：Li + MnO 2=LiMnO 2 正极：Li++e-+MnO 2→LiMnO 2 负极：Li→Li++e- 7、甲烷电池：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：CH 4 +2 KOH + 2O 2 =K 2 CO 3 + 3H 2 O 正极：2O 2+8e-+ 4H 2 O=8OH- 负极：CH 4 +10OH-→CO 3 2- +8e-+7H 2 O 8、乙烷电池： (电解质溶液：KOH溶液) 总反应：2C 2H 6 + 8KOH +7O 2 =4K 2 CO 3 + 10H 2 O 正极：7O 2+28e-+ 14H 2 O→28OH- 负极：2C 2H 6 +36OH-→4CO 3 2-+28e-+24H 2 O 9、甲醇燃料电池（40%KOH溶液） 总反应式：2CH 3OH+3O 2 +4KOH→2K 2 CO 3 +6H 2 O 正极：3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极：2CH 3OH+16OH-→2CO 3 2-+12e-+12H 2 O 10、Fe-Ni电池(爱迪生电池)：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：Fe + NiO 2 + 2H 2 O=Fe(OH) 2 + Ni(OH) 2 正极：NiO 2 + 2H 2 O+2e-→Ni(OH) 2 +2OH- 负极：Fe+2OH-→Fe(OH) 2 +2e- 11、铝-空气海水电池：(电解质溶液：海水) 总反应：4Al + 6H 2O + 3O 2 =4Al(OH) 3 正极：3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极：4Al→4Al3++12e-[注：海水基本呈中性] 12、熔融盐电池：(电解质：熔融Li 2CO 3 、Na 2 CO 3 )
基于石墨烯的化学修饰电极的制备及应用 世界上有这么种物质，它透明，有韧性，它极其坚硬，防水，它存量丰富，经济实惠并且它的电阻率是世界上已知物质中最小的。它就是石墨烯，一种拥有完美性能的材料，科学家和企业家都为之着迷。[1] 1.1石墨烯 石墨烯（Graphere）是由碳原子组成的单层二维六角晶格结构的碳质新型纳米材料，具有极高的机械强度、极大的比表面积、优异的导电性能、很高的层内载流子迁移速率、优异的导电能力、良好的生物亲和性、近乎完美的量子隧道效应、几乎从不消失的室温铁磁性等一系列优良的特殊性质。自从英国曼彻斯特大学的两位科学家Andre Geim和Konstantin Novoselov因在石墨烯研究领域的卓越研究而被授予了2010年的诺贝尔奖，由此，石墨烯逐渐成为当今自然科学的热点领域之一。[2] 1.2 石墨烯的制备 目前实验室制备石墨烯的方法主要有微机械剥离法、化学气相沉淀法、碳化热热解的外延生长法、氧化石墨还原法、石墨插层法、溶剂热法、芳香偶联法、电化学法、碳纳米管转换法和液相剥离法等。 1.2.1微机械剥离法 2010年诺贝尔奖得主使用胶带粘贴制备石墨烯的方法便是属于微机械剥离法。其原理 便是石墨中的碳原子呈层状结构，层间以范德华力结合，原子间作用力相对化学键来说比较弱，故可以施加外力即可将石墨烯从石墨表面撕扯下来。 其特点便是简单，但该方法耗时长产物少、过程不可控，不可能用于石墨大规模制备。 1.2.2化学气相沉淀法 化学气相沉淀法是一种本质上属于原子范畴的气态传质过程，主要原理是将碳氢化合物吸附于具有催化活性的反应基片上，在相当高的温度下使得碳氢化合物在催化条件上脱氢而在基底上形成石墨烯。 该方法简单易行，能获得表面积较大的石墨烯，但反应不可控，且难以与固体基底剥离。1.2.3碳化热热解的外延生长法 该方法原理是通过加热SiC单晶表面使得Si发生脱附而在原有表面形成单层石墨烯。 其形成的石墨烯厚度可控且洁净无杂质，但仍然难以制备大面积的石墨烯、并且仪器设备要求及成本都很高。 1.2.4氧化还原石墨法 氧化还原石墨法首先用强氧化剂处理天然鳞片石墨使得石墨边缘附近带上环氧基、羧基、羟基等亲水基团而成为氧化石墨，进一步通过水相超声等方法剥离氧化石墨，最后用还原剂还原氧化石墨烯而得到石墨烯的过程。 这种方法操作方便，条件易于实现，且能满足石墨烯工业化产量的要求，但存在制备所得的石墨烯层数不可靠控、带有一定量杂质基团等缺陷。 1.2.5微波法 即为在微波条件下进行氧化还原制得石墨烯的过程。 该方法具有反应速度快、条件温和、设备要求简单的优点，但还原程度不易控制。 1.2.6溶剂热法
1.分析化学：分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对 时空内的组成和性质的信息的一门科学，又被成为分析科学。 2.定性分析的任务是鉴定物质由哪些元素、原子团或化合物所组成；定量分析的任务是测 定物质中有关成分的含量；结构分析的任务是研究物质的分子结构、晶体结构或综合形态。 3.滴定分析法 要求： a. 反应必须具有确定的化学计量关系，即反应按一定的反应方程式进行。这是定 量计算的基础。 b. 反应必须定量的进行。 c. 必须具有较快的反应速率。对于反应速率慢的反应，有时可加热或加入催化剂 来加速反应的进行。 d. 必须有适当简便的方法确定滴定终点。 4种滴定方法： （1）直接滴定法 满足上述要求的反应，都可以用直接滴定法，即用标准溶液直接滴定待测物质。 （2）返滴定法 当反应很慢，或者反应不能立即完成的时候，可先准确的加入过量的标准溶液，使其与试液中的待测物质或固体试样进行反应，反应完成后再用另一种标准溶液滴定（3）置换滴定法 当反应不按一定反应式进行或伴有副反应时，不能采用直接滴定法。可先用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另一种物质，再用标准溶液滴定这种物质，这种成为…… （4）间接滴定法 不能滴定剂直接反应的物质，有时可以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行测定【P11】 4.基准物质：能用于直接配置标准溶液或标定溶液准确浓度的物质成为基准物质。 常用的基准物质有纯金属和纯化合物。 应符合下列要求： a.试剂的组成与化学式完全相符（比如结晶水的含量） b.试剂的纯度足够高（质量分数99.9%以上） c.性质稳定，不易于空气中的氧气及二氧化碳反应，亦不吸收空气中的水分。 d.试剂参加滴定反应时，应按反应式定量进行，没有副反应。 5.滴定度：滴定度是指每毫升滴定剂相当于被测物质的质量（g或mg） 6.熔融法是指将试样与酸性或碱性固体熔剂混合，在高温下让其进行复分解反应，使欲测 组分转变为可溶于水或酸的化合物。不溶于水、酸或碱的无机试样一般可采用这种方法分解。根据熔剂的性质可分为酸溶法和碱熔法两种。 7.真值：某一物理量本身具有的客观存在的真实数值。 8.系统误差： 系统误差是由某种固定的原因造成的，具有重复性、单向性。理论上，系统误差的大小、正负是可以测定的，所以系统误差又称可测误差。 分类： （1）方法误差 （2）仪器和试剂误差
化学分析在药品中的应用 分析化学是研究物质化学组成和结构信息的科学，分析化学的任务主要是鉴定物质的化学组成，测定物质有关组成的含量及确定物质的化学结构。分析化学对于其他自然科学学科、工农业生产及人类活动，如生物学、工程学、医学、公共健康、环境分析以及国土安全和食品安全都起着至关重要的作用，被誉为国民经济和科学技术发展的“眼睛”。药品作为一种特殊商品，其质量直接影响用药的效果和安全，关系到国民的生命安全和健康水平。因而各国政府对药品的研究开发、生产、储存、运输和使用都有严格的法律法规和管理制度，并通过颁布和实行国家药典等方式对药物质量进行全面监督管理。分析化学为药物的分析检测提供了理论手段和方法，化学分析作为分析化学重要的组成部分，在研究、分析药物的药效和毒性方面起着重要的作用，在鉴定药品、控制药品质量、研究新药、分离和测定中草药中有效成分，药因调查和诊断有着重要的应用。 在测定药品中有效组分和具有毒副作用组成含量时，常常使用到各种分析方法。为了保证分析测试结果的可靠性和准确性，必须要有分析方法的标准化和规范化。对新建立的分析方法应按照一定程序和要求以证求其可靠性和可行性，这是保证分析质量的必要环节，也是所建立的方法能否被同行重复和验证，发表以后能被他人应用，有应用价值的基础。美国药典从1990版起增加了附录“法定方法的有效法”，其目的就是把药品检验方法的建立和改进标准化，以保证方法的准确可靠。1990年，由日本，美国和欧盟三方政府药品注册部门注册部门和制药行业发起组织了人用药物注册技术要求国际协调会（ICH）。ICH颁发了多个有关药品质量及稳定性。标准方法验证等内容的指导性文件。目前，这些文件已成为国际公认的对医药品分析方法进行验证的指导性规则。我国依据ICH的相关文件，并结合中国国情制定了《中华人民共和国药典》（简称《中国药典》）。 《中国药典》中经常涉及检测药品的炽灼残渣，称取一定量被检药品，经过高温炽灼，除去挥发性物质后，称量剩下的非挥发性无机物，称取炽灼残渣，由于称量的是被测物质，因此属于直接挥发法，是挥发质量法的一种。中药灰分的测定也采用挥发质量法。灰分是控制中药材质量的检验项目之一，是中草药纯度检查的重要指标。原生药、浸出物的灰分一般分别为10%左右和5%以下。挥发重量法的另一部分是间接挥发法。《中国药典》中的药物水分或挥发成分干燥失重法即为间接挥发法。 滴定分析法是化学分析中最常用方法，具有操作简便，分析速度快，测定准确度高等特点。在药物的分析中有着很重要的应用。滴定分析法包括：络合滴定法、酸碱滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法。 酸碱滴定法作为滴定分析中的一部分，主要以水溶液中的质子转移反应为基础的滴定分析方法。酸碱滴定法应用范围极其广泛，凡CaKa>10-8的酸性物质和C b K b>10-8的碱性物质均可用酸和碱的标准溶液直接滴定。药用氢氧化钠的测定就应用了这个原理。因为药用氢氧化钠易吸收空气中的CO2形成NaOH和Na2CO3的混合物，因此我们常用以甲基橙和酸碱滴定法。因为人体血液中95%以上的CO2是以HCO3-离子形式存在，临床上测定HCO3-离子浓度可帮助诊断血液中酸碱指标，具体操作是：在血浆中加入过量HCl标准溶液，使和HCO3-离子反应而生成CO2，并使CO2逸出，然后用酚红为指示剂，用NaOH标准溶液滴
高中化学常见的电池的电 极反应式的书写汇总 Revised by Liu Jing on January 12, 2021
书写过程归纳：列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电 子得失）。 选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合 电荷守）。 巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒） 一次电池 1、伏打电池：（负极—Zn 、正极—Cu 、电解液—H 2SO 4） 负极： Zn –2e -==Zn 2+ (氧化反应) 正极： 2H ++2e -==H 2↑ (还原反应) 离子方程式 Zn + 2H + == H 2↑+ Zn 2+ 2、铁碳电池：（负极—Fe 、正极—C 、电解液H 2CO 3 弱酸性) 负极： Fe –2e -==Fe 2+ (氧化反应) 正极：2H ++2e -==H 2↑ (还原反应) 离子方程式 Fe+2H +==H 2↑+Fe 2+ (析氢腐蚀) 3、铁碳电池：（负极—Fe 、正极—C 、电解液 中性或碱性) 负极： 2Fe –4e -==2Fe 2+ (氧化反应) 正极：O 2+2H 2O+4e -==4-OH (还原反应) 化学方程式 2Fe+O 2+2H 2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe 2O 3 +3 H 2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al 、正极—N i 电解液 NaCl 溶液、O 2) 负极： 4Al –12e -==4Al 3+ (氧化反应) 正极：3O 2+6H 2O+12e -==12-OH (还原反应) 化学方程式 4Al+3O 2+6H 2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、普通锌锰干电池：(负极—Zn 、正极—C 、电解液NH 4Cl 、MnO 2的糊状物) 负极：Zn –2e -==Zn 2+ (氧化反应) 正极：2MnO 2+2H ++2e -==Mn 2O 3+H 2O (还原反应)
请从分析化学的发展历程，分析化学的包含方法及原理，研究内容，以及实际应用等方面谈谈对分析化学这门课程的认识。 分析化学是研究物质的化学组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及相关理论的一门科学,它包括化学分析、仪器分析两部分。化学分析是基础，仪器分析是新世纪的发展方向。 分析化学的发展历程主要是由三次变革构成的。第一次变革在上世纪20-30年代。建立了溶液四大平衡理论，分析化学由技术到科学的转变。第二次变革在上世纪40-60年代，形成了经典分析化学（化学分析）和现代分析化学（仪器分析为主）。第三次次变革是由70年代至今。分析化学提供组成、结构、含量、分布、形态等全面信息，成为当代最富活力的学科之一。 分析化学的方法可分为六大类。第一类按任务分，可分为：定性分析(Qualitative analysis)：鉴定组成；定量分析(Quantitative analysis)：测定含量；结构分析(Structural analysis)：研究结构。第二类按对象分，可分为：无机分析(Inorganic analysis)：鉴定组成和测定含量；有机分析(Organic analysis)：官能团的分析和结构鉴定。第三类，按测定原理分为：化学分析(Chemical anaylsis)：重量分析，滴定分析；仪器分析(Instrumental anaylsis)：光学分析，电分析，色谱分析 NMR，MS，电子显微镜，X-射线分析。第四类按试样用量和操作规模分为：常量分析S> 0.1 g , V> 10 mL ；半微量分析S0.01~0.1g , V1~10 mL；微量分析S0.1~10 mg ,V0.01~1 mL ；超微量分析 S<0.1 mg ,V<0.01 mL 。第五类按被测组分的含量