当前位置：文档之家 › 仪器分析电化学分析法解读PPT课件

仪器分析电化学分析法解读PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：1.21 MB
  • 文档页数：13

下载文档原格式

  / 13

合集下载

仪器分析课件第五章电化学分析法

仪器分析课件第五章电化学分析法

恒定电流电位法的基本原理
恒定电流电位法是一种常用的电化学分析技术，通过施加恒定电流和测量电 位的变化来确定样品中待测物质的浓度或含量。
仪器分析课件第五章电化 学分析法
电化学分析法是仪器分析的一种重要方法，包括物理电化学和化学电化学的 基本概念，电解池的组成和工作原理，以及各种电极和电解液的选择与制备 方法。
电化学分析法的定义和概述
电化学分析法是一种利用电化学方法来测定物质组成和性质的分析方法。它基于物质与电极之间的电化学反应， 通过测量电化学信号的变化来获得分析结果。
极化是指电化学反应过程中电极电位的偏离和电流的变化。它会影响电解过 程的速率和电流响应，需通过控制极化来保证准确分析。
电解液的种类和选择方法
电解液的选择取决于分析目标和所需的电化学反应。常见的电解液有酸、碱、 盐溶液等，可以通过调节浓度和pH值来优化反应条件。
电极的种类及其制备与应用
电化学分析中常用的电极包括金属电极、玻碳电极和导电聚合物电极等。不同电极材料和制备方法适用于不同 的电化学反应和分析需求。
物理电化学和化学电化学的基本概念
物理电化学研究电解质溶液中的离ห้องสมุดไป่ตู้行为和电极电位等物理性质。化学电化学研究电极上发生的化学反应以及 与电极表面相互作用的物质。
电解池的组成和工作原理
电解池由电解质溶液、阳极和阴极组成。工作时，直流电源提供电流，经阳 极和阴极引发氧化还原反应，产生电解化学变化。
极化现象及其影响

《电化学分析法》课件

《电化学分析法》课件

电化学分析法的优缺点
优点
准确性高、灵敏度高、选择性好
缺点
操作复杂、实验时间较长
应用前景
在环境监测、药物研究、生物分析等领域具有广泛的应用前景。
总结和展望
电化学分析法的意义
电化学分析法在科学研究和工程应用中发挥着重 要的作用，为我们认识和应用化学提供了重要的 手段。
未来电化学分析方法的发展趋势
未来，我们可以期待更加高效、快速和精确的电 化学分析方法的出现，并在更多的领域得到应用。
透析法
透析法是利用物质在半透膜上的透析性质进行分析的电化学方法。 通过离子或分子的扩散过程，可以实现对物质的分离、浓缩和检测。
循环伏安法
循环伏安法是一种通过在电势上下限之间循环扫描电流，研究和分析电极表面的电化学行为的方法。 它可以用于研究电极表面的反应动力学、电催化性能等，并在电化学储能、电分析化学等领域得到广泛 应用。
恒定电位法
恒定电位法是一种常用的电化学分析方法，通过控制电位保持在恒定值上， 测量与电位变化相关的电流，实现对物质的定量或定性分析。 该方法需要使用特定的实验装置和操作步骤，确保实验的准确性和重现性。
极谱法
极谱法是一种利用电极在一定电势范围内产生的电流与电势之间的关系，进 行分析和检测的电化离子，以及各种化学物质的含量和浓度。
《电化学分析法》PPT课 件
这是一份关于电化学分析法的PPT课件，通过本课件，我们将深入探讨电化 学分析法的基本原理和应用，帮助大家更好地理解和运用这一重要的分析方 法。
什么是电化学分析法
电化学分析法利用电化学反应的原理和方法，对化学物质进行分析和检测。通过控制电位、电流等参数， 实现对物质的定量或定性分析。 电化学分析法可分为恒定电位法、极谱法、透析法和循环伏安法等不同的分类。

电化学分析法PPT课件

电化学分析法PPT课件

-
3
电化学分析方法的分类及特点
第十二章
方法名 测定的电参量 特点及用途 称
电位分 电极电位 析法
1、适用于微量组分的测定，对一价离子的测定误 差为4%，二价离子的测定误差为8%。
2、选择性好，适用于测定H+、F- Cl- K+等数十种 离子
电导分 电阻或电导 析法
1、适用于测定水的纯度（电解质总量） 2、选择性较差
库仑分 电量 析法
1、不需要标准物质，准确度高
2、适用于测定许多金属、非金属离子及一些有机 化合物
极谱与 电流-电压曲线 1、选择性好，可用于多种金属离子和有机化合物
伏安分
的测定
析法
2、适用于微量和痕量组分的测定
-
4
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
不需用指示剂指示终点
不受溶液颜色、浑浊等的限制
第十二章 电化学分析法
-
1
第一节 概述
第十二章
[定义]
利用物质的电学、电化学性质及其变 化而建立起来的分析方法，统称为电化学分 析法。
-
2
第一节 概述
第十二章
[操作方法]
通常是将待测试液与适当的电极构成一 个化学电池，然后根据物质的组成及含量与 化学电池的某些电参量之间的计量关系进行 分析测试。
在突跃(pH、pM、pX、等的突跃)较小和 无合适指示剂的情况下,可以很方便地使用电 位滴定法。
-
5
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
克服了用人眼判断终点造成的主观误差 提高了测定的准确度 易于实现滴定的自动化
-
6
第二节 电位法的基本概念
第十二章
定义

《仪器分析教程》教学课件—第11章 电化学分析

《仪器分析教程》教学课件—第11章 电化学分析
11:48:03
11.2 参比电极与指示电极
11.2.1 参比电极 11.2.2 指示电极
11.2 参比电极与指示电极
电极：将溶液中的浓度或活度信息转变成电信号的一种传感器
指示电极（indicator electrode）：指示待测溶液中离子活度变 化的电极。 参比电极（reference electrode）：在测量电极电位时用来提供 电位标准的电极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11.1.2 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）所需试样的量较少 （4）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；
lg
a(Hg 2Cl 2 ) a2(Hg) a2(Cl
)
E Hg 2Cl/Hg
EO
Hg
2 2
Cl/Hg
0.059 lg
a(Cl )
当电极内溶液的Cl-活度一定，甘
汞电极电位为定值，故可作参比电极。
11:48:03
11.2.1 参比电极
2.甘汞电极
表11.1甘汞电极的电极电位（ 25℃）
KCl 浓度 电极电位（V）
0.1mol/L 甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
甘汞电极的电极电位随温度变化，故需进行温度校正， 对于饱和甘汞电极（SCE），t ℃时的电极电位为：

全版仪器分析-电化学分析.ppt

全版仪器分析-电化学分析.ppt

ni：被测离子i的电荷，nj：干扰离子j的电荷
选择性系数Ｋｉ／ｊ的意义
在其它条件相同时，提供相同电位的欲测离 子活度αi和干扰离子活度αj的比值
选择性系数愈小，j离子对i离子的干扰愈小
估量某种干扰离子对测定造成的误差
36
相 对 误 差
K (α) i,j
α .精品课件.
ni /nj j
i
100%
47
.精品课件.
(4) 敏化电极
气敏电极
是一种基于界面化学反应 的敏化电极，由离子选择 性电极与参比电极置于内 充有电解质溶液的管中组 成的复合电极。
氨电极
NH
4
OH
NH 3
H 2O
48
pH变化→膜电.精位品课件的. 产生→与铵离子浓度相关
酶电极
也是一种基于界面化学反应的敏化电 极，酶在界面反应中起催化作用，而 催化反应的产物是一种能被离子选择 性电极所响应的物质。
9
.精品课件.
10
.精品课件.
原电池
发生氧化反应的电极称为阳极（负极） 发生还原反应的电极称为阴极（正极）
电解电池
发生氧化反应的电极称为阳极（正极） 发生还原反应的电极称为阴极（负极）
电子流出为负极，电子流入为正极
11
.精品课件.
化学电池可用图解法表示：
Zn︱ZnSO4(0.1mol/L)‖CuSO4(0.1mol/L)︱Cu
如何得到K’?
pH标
E标 K' 0.059
用标准溶液测定
pH试
pH标
E E标 2.303RT /
F
定位旋钮、斜率旋钮和温度旋钮的作用！
31
.精品课件.
32

第2章电化学分析法导论仪器分析ppt课件

第2章电化学分析法导论仪器分析ppt课件
E电池= E+ - E-+ EL
式中EL为液体接界电位 。
铜锌原电池由于右边铜电极的电位比锌电极高，
故E电池为正值，表示电池反应能自发地进行；
铜锌电解池右边锌电极的电位比铜电极低，则其
E电池为负值，表示电池反应不能自发地进行，必须
外加一个大于该电池电动势的外加电压，才能使电 池反应进行。
15
二、电极电位(Electrode Potential)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原电池
电解池
13
正确区分阴、阳极，正、负极
( ) 右 左
E为正时，为自发电池，为负时，是电解池。
原电池（Galvanic Cell） ： 阳极—负极（左-，氧化反应，失电子） 阴极—正极（右+，还原反应，得电子）
电解池（Electrolytic Cell） ： 阴极—负极（右-，与电源负极相连，得电子） 阳极—正极（左+，与电源正极相连，失电子）
30
以阴极还原过程为例，在电流密度较大的情 况下，单位时间内供给电极的电荷数量相当多， 如果电极反应速度很快，则可在维持平衡电位不 变的条件下，使金属离子被还原。
相反，如果电极反应速度有限，离子来不及 与电极表面上过剩的电子结合，就将使电子在电 极表面上积聚起来，从而使阴极电位变负。对于 阳极来说，则将使阳极电位变正。
可用于常量组分、微量组分和痕量组分的测定;
选择性高，应用范围广等。
3
2010年7月28日，吉林省永吉县境内发生特大洪水，永吉县经济
开发区新亚强化工厂一批装有三甲基一氯硅烷的原料桶被冲入松花江中。最新
统计称，流入松花江的化工物料桶达7000只左右，其中4000只左右为空桶，
3000只左右为原辅料桶。

仪器分析课件 第7章 电化学分析法


2．指示电极
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： EMn+ /M = E Mn+ /M - 0.059lgaMn+ 第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。 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 第三类电极──汞电极
4. 高选择性 ：膜电位的产生不是电子的得失。其它离子不能进入晶 格产生交换。当溶液中Na+浓度比H+浓度高1015倍时，两者才产生相同 的电位；
5. 酸差：测定溶液酸度太大（pH<1）时, 电位值偏离线性关系，产 生误差
6. “碱差”或“钠差” pH>12产生误差，主要是Na+参与相界面上的 交换所致；
二癸基磷酸根可以在液膜-试液两相界面间来回迁移，传递钙离子， 直至达到平衡。由于Ca2+在水相（试液和内参比溶液）中的活度与有机 相中的活度差异，在两相之间产生相界电位。
钙电极适宜的pH范围是5～11，可测出10-5 mol/L的Ca2+ 。
4.敏化电极
敏化电极是指气敏电极、酶电极、 细菌电极及生物电极等。这类电极的 结构特点是在原电极上覆盖一层膜或 物质，使得电极的选择性提高。
7. 改变玻璃膜的组成，可制成对其它阳离子响应的玻璃膜电极；
8. 优点：是不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的影响，不易 中毒；
9. 缺点：是电极内阻很高，电阻随温度变化。
3.流动载体膜电极（液膜电极）
钙电极：内参比溶液为含 Ca2+水溶 液。内外管之间装的是0.1mol/L二 癸基磷酸钙(液体离子交换剂)的苯 基磷酸二辛酯溶液。其极易扩散进 入微孔膜，但不溶于水，故不能进 入试液溶液。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

表 甘汞电极的电极电位（25℃）
KCl 浓度 电极电位（V）
0.1 mol/L甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液
+0.2438
温度校正：Et= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) （V）
3. 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低浓度可以达到10-12 mol·L-1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
无机离子的分析；有机电化学分析；药物分析；活体分析。
§4-2 电位法
膜电位 EME外E内 假定 k1=k2
a a ' H,外
' H,内
EME外E内2.30 F 3RTlga aH H , ,外 内
（内、外水化层中 H+活度）
E M K ' 2 .3 0 F 3 R T lg a H , 外 K ' 2 .3 0 F 3 R T p H 外 内参比溶液固定
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 离子选择性电极通用公式（注意“+” “-”符号）
敏化电极（sensitized electrodes） 气敏电极（gas sensing electrodes） 酶电极（enzyme electrodes）
4 离子选择性电极的结构与原理
组成：敏感膜，内参比电极、内参比溶液 （敏感膜：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等）
特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 测定依据：
4. H+运动能力远大于Na+
5. 离子迁移的净结果： 由水溶液 向玻璃膜水化层迁移的H+数远 大于由玻璃膜水化层向溶液迁 移的Na+ ；玻璃膜水化层上正电 荷数多于溶液一侧的正电荷数， 从而电位产生。
13
E外k12.30F3RTlgaaH H ,,外 外
E内k22.30F3RTlgaaH H ,,内 内
晶体膜电极（crystalline membrane electrodes） 均相膜电极（homogeneous membrane electrodes） 非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes)
非晶体膜电极（crystalline membrane electrodes） 刚性基质电极（rigid matrix electrodes） 流动载体电极(electrodes with a mobile carrier)
4.2.2 离子选择性电极
1 参比电极 (电位相对稳定)
甘汞电极
电极反应：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固） ︱ KCl 电极电位（25℃）：
E H g 2 C l2 /H g
E O 0 .0 5 9 lg a
H g 2 C l2 /H g
C l
E M,阳 离 子 K '2.3 n 0 F 3R Tlga 阳 离 子 E M,阴 离 子 K '2.3 n 0 F 3R Tlga阴 离 子
（2）膜电极-离子选择性电极
3 离子选择性电极的种类
Type , principle and structure of ion selective electrode (ISE)
离子选择性电极(又称膜电极)。
1976年IUPAC基于膜的特征，推荐将其分为以下几类： 原电极（primary electrodes）
银-氯化银电极：
银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度 的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。
电极反应：AgCl + e- = Ag + Cl半电池符号：Ag，AgCl（固）︱KCl 电极电位（25℃）：
E A g C l/A g E A O g C l/A g 0 .0 5 9 lg a C l
4.2.1 原理
基于测量浸入被测液中两电极间零电流时的电动势或电动势 变化来进行定量分析的方法，分为：直接电位法和电位滴定法
理论基础：能斯特方程
对于氧化还原体系：
Ox+ne- Red
E EO' Ox/Red
RTlnaOx nF aRed
对于金属电极（还原态为金属，
活度定为1）：
E
EO' Mn /M
RT nFlnaMn
第四章 电化学分析法
§4-1 电化学分析法概要
1、电化学分析法 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。
2、电化学分析法分类：
1 直接电化学法：直接测定实验过程中的电物理量（E(ε)、I、 G、Q 、E(ε)-I曲线）来测定待测离子浓度
2 电滴定法：以电物理量的突变作为滴定终点
3 电解法：通过测定电解产物的质量或体积测定待测离子浓度
2 指示电极 （电位随待测离子活度的变化而变化） （1）金属基电极
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
0
组成
举例
金属-金属离子电极 Ag+︱Ag、Zn2+︱Zn
金属-金属难溶盐电极 汞电极
惰性金属电极
Ag︱AgCl, Cl- Hg2Cl2︱Hg, Cl-
Hg︱Hg2C2O4︱CaC2O4︱Ca2+ Hg-Hg2+-EDTA-Mn+ Pt︱Fe3+,Fe2+
KCl 浓度 电极电位（V）
表 银-氯化银电极的电极电位（25℃）
0.1 mol/LAg-AgCl 电极 0.1 mol / L +0.2880
标准 Ag-AgCl 电极 1.0 mol / L +0.2223
饱和 Ag-AgCl 电极 饱和溶液 +0.2000
温度校正： Et= 0.2000- 6×10-4(t-25) （V）
a. 结构： 敏感膜：玻璃膜（0.03~0.1mm） 内参比电极：Ag-AgCl电极 内参比溶液：0.1mol/L的HCl溶液
b.离子交换原理及膜电位的产生
电位的产生：
1. 因为存在浓度差，H+和Na+都会 向低浓度一侧发生迁移（浓差 扩散）;
2. H+体积远小于Na+;
3. 硅酸结构与H+所结合的键的强 度远大于与Na+的强度(约为1014 倍)；
膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差
使用方法及原理 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，组成电池:
内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一
定，则电池电动势为：
E
RT nF
lnax
5 重要离子选择性电极
（1）玻璃膜电极
化学成分（摩尔 比）N：a2O 22%
CaO 6% SiO2 72%