第八章 电分析化学导论

第八章 电分析化学导论1、液接电位是怎样产生的？答：液接电位产生于具有不同电解质或浓度不同的电解质溶液界面之间，由于离子扩散通过界面的速率不同有微小的电位差产生。

2、阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？答：阳极和阴极是根据电极反应的性质定义的。

发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。

正、负极是根据电极电位高低来分类的，电极电位高的，电子流入的一极为正极，电极电位低的，电子流出的一极为负极。

3、何谓指示电极和参比电极？答：指示电极：在电化学测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极； 参比电极：在测试过程中，具有恒定电位的电极。

4、写出下列电池的半电池反应及电池反应，计算其电动势，该电池是电解池还是原电池？ Zn | ZnSO 4(0.1mol/L) || AgNO 3(0.01mol/L) | Ag解： 左： Zn － 2e = Zn 2+ 右： Ag + e = Ag V Zn E E Zn Zn 793.01.0lg 2059.0764.0]lg[2059.02/2-=+-=+=++θ左 V Ag E E Ag g 681.001.0lg 059.0799.0]lg[059.0/A =+=+=++θ右 E = E 右－E 左 = 0.681－（－0.793）= 1.474V > 0故是原电池。

5、下列电池的电动势为0.413VPt , H 2(101325Pa) | HA(0.215mol/L), NaA(0.116mol/L) || SCE E SCE = 0.2443V ，计算弱酸HA 的解离常数。

解：左 H 2 － 2e = 2H +因电池电动势E = E 右－E 左 ，则V E E E SCE H H 169.0413.02443.02/-=-=-=+即 V H H E E H H H H 169.0]lg[059.00]lg[059.022//-=+=+=++++θ[H +] = 1.37×10－3mol/L431039.7215.0116.01037.1][]][[---+⨯=⨯⨯==HA A H K a 或：pH = 2.86因 ][][lg HA A pK pH a -+= 代入数值求得：K a = 7.41×10－46、下述电池的电动势为0.921VCd | CdX 42－(0.200mol/L), X －(0.150mol/L) || SCESCE CdCd /解一：因 E = E 右－E 左故 V E E E SCE Cd CdX 6767.0921.02443.0/24-=-=-=-CdX 42－ + 2e = Cd + 4X －V E X CdX E E CdCdX CdCdX Cd CdX 6767.0150.0200.0lg 2059.0][][lg 2059.04/424//242424-=+=+=-----θθ得：V E CdCdX 7534.0/24-=-θ又因 Cd 2+ + 2e = Cd (1) θθCdCd FE G /122+-=∆ Cd 2+ + 4X －= CdX 42－(2) θθ形K RT G ln 2-=∆CdX 42－+ 2e = Cd + 4X －(3) θθCd Cd FE G /X 3242--=∆(3) = (1) － (2) 即 ΔG 3 = ΔG 1 －ΔG 2 得：88.11298314.8303.2)7534.0403.0(964852303.2)(F 2lg //242=⨯⨯+-⨯=-=-+RTE E K CdCdX Cd Cd θθθ形K 形 = 7.6×1011 解二：因 E = E 右－E 左故 V E E E SCE Cd CdX 6767.0921.02443.0/24-=-=-=-CdX 42－ + 2e = Cd + 4X －V E X CdX E E CdCdX CdCdX Cd CdX 6767.0150.0200.0lg 2059.0][][lg 2059.04/424//242424-=+=+=-----θθ得：V E Cd CdX 7534.0/24-=-θ又 Cd 2+ + 2e = Cd 424/2//][][lg2059.0]lg[2059.0222--++=+=+++X K CdX E Cd E E 形Cd Cd CdCd Cd Cd θθ当[CdX 4－] = [X －] = 1mol/L 时，上式的电位即为θCd CdX E /2 所以 形Cd Cd Cd CdX K E E lg 2059.0//22-=+θθ88.11059.0)7543.0403.0(2059.0)(2lg //242=+-=-=-+θθCdCdX Cd Cd 形E E KK 形 = 7.6×1011 7、下列电池的电动势为0.893VCd | CdX 2(饱和)，X －(0.02mol/L) || SCESCE CdCd /解一：因 E = E 右－E 左故 V E E E SCE Cd CdX 6487.0893.02443.0/2-=-=-= CdX 2 + 2e = Cd + 2X －V E X E E Cd CdX Cd CdX Cd CdX 6487.002.01lg 2059.0][1lg 2059.02/2//222-=+=+=-θθ得：V E CdCdX 749.0/2-=θ又因 Cd 2+ + 2e = Cd (1) θθCdCd FE G /122+-=∆ CdX 2 = Cd 2+ + 2X －(2) θθsp K RT G ln 2-=∆CdX 2 + 2e = Cd + 2X －(3) θθCd Cd FE G /X 322-=∆(3) = (1) + (2) 即 ΔG 3 = ΔG 1 + ΔG 2 得： 73.11298314.8303.2)403.0749.0(964852303.2)(F 2lg //22-=⨯⨯+-⨯=-=+RTE E K Cd Cd Cd CdX sp θθθK sp = 1.9×10－12解法二：因 E = E 右－E 左 故 V E E E SCE Cd CdX 6487.0893.02443.0/2-=-=-= CdX 2 + 2e = Cd + 2X －V E X E E Cd CdX Cd CdX Cd CdX 6487.002.01lg 2059.0][1lg 2059.02/2//222-=+=+=-θθ得：V E Cd CdX 749.0/2-=θ又 Cd 2+ + 2e = Cd 2/2//][lg 2059.0]lg[2059.0222-++=+=+++X K E Cd E E sp Cd Cd CdCd Cd Cd θθθ当[X －] = 1mol/L 时，上式的电位即为θCd CdX E /2 所以 θθθsp Cd Cd Cd CdX K E E lg 2059.0//22+=+ 73.11059.0)403.0749.0(2059.0)(2lg //22-=+-=-=+θθθCd Cd Cd CdX sp E E KK sp = 1.9×10－12。

第9章电分析化学法导论【9-1】解释下列名词。

原电池，电解池，电池电动势，电极电位，液接电位，标准电位，条件电位，平衡电位，浓差极化，电化学极化，超电位，指示电极，参比电极，工作电极。

答：原电池：将化学能编为电能的装置。

电解池：将电能变为化学能的装置。

电池电动势：流过电池的电流为零或接近于零时两电极间的电位差，以E池表示。

电极电位：任何电极与标准氢电极构成原电池所测得的电动势作为该电极的电极电位。

液接电位：在两个组成不同或浓度不同的电解质溶液互相接触的液-液界面间所存在的一个微小的电位差，称为液体接界电位，简称液接电位。

标准电位：298.15K时，以水为溶剂，当氧化态和还原态活度等于1时的电极电位。

条件电位：由于电极电位受溶液离子强度、配位效应、酸效应等因素的影响，因此使用标准电极电位ϕ0有其局限性。

对于一个实际体系在某一特定条件下，该电对的氧化型总浓度和还原型总浓度均为1mol·.L-1时的实际电位的实际电位。

平衡电位：在一个可逆电极中，金属成为阳离子进入溶液以及溶液中的金属离子沉积到金属表面的速度相等时，反应达到动态平衡，亦即正逆过程的物质迁移和电荷运送速度都相同，此时该电极上的电位值称为平衡电极电位。

浓差极化：发生电极反应时，电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的现象称为浓差极化。

电化学极化：由于电极反应的速率较慢而引起的电极电位对平衡电位值的偏离现象。

超电位：由于极化，使实际电位和可逆电位之间存在差异，此差异即为超电位η。

指示电极：用于无电极反应发生的平衡体系或在测量过程中溶液浓度不发生可觉察变化体系的电极。

参比电极：在测量过程中其电极电位几乎不发生变化的电极。

工作电极：有电极反应发生电极表面溶液浓度随电极反应发生显著变化体系的电极的电极。

【9-2】盐桥的作用是什么？对盐桥中的电解质溶液应有什么要求？答：盐桥的作用是尽可能降低液接电位。

盐桥电解质的要求是：（1）正、负离子的迁移速率大致相等（如KCl，KNO3, NH4NO3等），且可达到较高浓度；（2）与半电池中溶液不发生化学反应。

仪器分析试题及答案第八章电化学分析导论1．答：液接电位产生于具有不同电解质或浓度不同的同种电解质溶液界面之间，由于离子通过界面的速率不同，有微小的电位差产生，这种电位差称为液接电位。

2．答：负极：电子流出的极正极：电子流入的极阴极：接电源负极阳极：接电源正极3．答：指示电极：在电化学测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极参比电极：在测量过程中，具有恒定电位的电极4：解：左：2Zn++ 2e = Znϕ左=2,Zn Znφϕ++0.05922lg2Zn+⎡⎤⎣⎦=-0.764+0.05922lg0.1=-0.793V右：Ag e Ag++=,0.0592lgAg Ag Agφϕϕ++⎡⎤=+⎣⎦右0.7990.0592lg0.01=+=0.681VEϕϕ=-右左()0.6810.793=--=1.474VE>，所以是原电池。

5.解：左边： 2222HA eH A -++20.0592lg H H H φϕϕ++⎡⎤=+⎣⎦左，20.0592lg H HH φϕϕ++⎡⎤=+⎣⎦左，=0.0592lg H +⎡⎤⎣⎦E ϕϕ=-右左0.4130.2440.0592lg H +⎡⎤=-⎣⎦ 0.0592lg 0.169H +⎡⎤=-⎣⎦31.410/H mol l +-⎡⎤=⨯⎣⎦[]HA H A H A K HA +-+-=+⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦==31.4100.1160.215-⨯⨯=47.610-⨯ 6.解：E ϕϕ=-右左 0.9210.2443ϕ=-左0.6767V ϕ=-左左边：2424CdX eCd X --++22,0.0592lg 2CdCdCd φϕϕ++⎡⎤=+⎣⎦左 2244Cd XCdX +-+2442CdX K Cd X -+-⎡⎤⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦稳2424CdX Cd K X -+-⎡⎤⎣⎦⎡⎤=⎣⎦⎡⎤⎣⎦稳2244,0.0592lg2CdCdCdX K X φϕϕ+--⎡⎤⎣⎦=+⎡⎤⎣⎦左稳 []40.05920.20.67670.403lg 20.150K -=-+稳 117.010K =⨯稳7.解：E ϕϕ=-右左0.8930.2443ϕ=-左0.6487V ϕ=-左222CdX eCd X -++22,0.0592lg 2CdCdCd φϕϕ++⎡⎤=+⎣⎦左 22Cd X CdX -+22sp K Cd X +-⎡⎤⎡⎤=⎣⎦⎣⎦ 22sp K Cd X +-⎡⎤=⎣⎦⎡⎤⎣⎦22,0.0592lg 2sp CdCdK X φϕϕ+-=+⎡⎤⎣⎦左 []20.05920.64870.403lg 20.02sp K -=-+ 122.010sp K -=⨯第九章 电位分析法1.答：玻璃膜的化学组成对电极的性能影响很大，纯2SiO 制成的石英玻璃就不具有响应氢离子的功能。

电分析化学导论教案一、教学目标1、让学生了解电分析化学的基本概念、研究内容和应用领域。

2、使学生掌握电分析化学中常用的电化学分析方法及其原理。

3、培养学生运用电分析化学知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点1、重点（1）电化学分析法的基本原理，包括电位分析法、伏安分析法和电解分析法。

（2）电极的分类、性质和作用。

2、难点（1）能斯特方程在电位分析中的应用。

（2）极谱分析法的原理和应用。

三、教学方法1、讲授法：讲解电分析化学的基本概念、原理和方法。

2、案例分析法：通过实际案例分析，加深学生对电分析化学应用的理解。

3、实验演示法：进行简单的实验演示，让学生直观感受电分析化学的过程。

四、教学过程1、课程导入（约 10 分钟）通过介绍一些日常生活中与电分析化学相关的现象，如电池的工作原理、金属的腐蚀与防护等，引起学生的兴趣，引出电分析化学的主题。

2、电分析化学的基本概念（约 20 分钟）（1）讲解电分析化学的定义：电分析化学是利用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）介绍电分析化学的特点：灵敏度高、选择性好、分析速度快、易于实现自动化等。

3、电化学分析法的分类（约 30 分钟）（1）电位分析法讲解电位分析法的原理：基于测量电极电位来确定物质浓度的方法。

介绍参比电极（如饱和甘汞电极）和指示电极（如玻璃电极）的作用和特点。

举例说明电位分析法在 pH 测定、离子浓度测定中的应用。

（2）伏安分析法阐述伏安分析法的基本原理：通过测量电流电压曲线进行分析的方法。

解释极谱分析法和溶出伏安法的工作过程和特点。

以重金属离子的测定为例，说明伏安分析法的应用。

（3）电解分析法讲解电解分析法的原理：通过电解使待测物质在电极上析出，然后称重或测量电量来确定其含量。

介绍控制电位电解法和恒电流电解法的操作方法和适用范围。

4、电极的分类和性质（约 20 分钟）（1）电极的分类：根据电极反应的性质，分为氧化还原电极、离子选择性电极等。