第八章 电分析化学法导论-zcq
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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。
第8章电化学分析法导论(Chapter Introduction to Electrochemical Analysis) (2学时)教学目的和要求:1.了解电化学分析法的概念及分类。
2.了解电化学分析中常用的电极和分类。
3.熟悉自发电池和电解池。
4.掌握电极电位的计算方法。
5.了解扩散电位(液接电位和盐桥的作用)。
6.了解电解现象。
7.掌握分解电压、析出电位、过电压过电位的概念。
8.学会析出电位和分解电压的计算。
教学要点和所涵盖的知识点:电化学分析法的概念及分类;常用的电极和分类,自发电池和电解池;电极电位的计算方法,扩散电位(液接电位和盐桥的作用);电解现象(分解电压、析出电位、过电压、过电位)。
重点和难点:电解现象(分解电压、析出电位、过电压、过电位)。
一定义和内容(一)定义电化学分析法也称为电分析化学,尽管存在不同意见,一些著名学者还是提出了大多数人可接受的定义。
50年代,I.M. Kolthoff 提出:Electroanalytical Chemistry as the application of electrochemistry to analytical chemistry。
80 年代,由于分析化学的快速发展,电分析化学的内容的扩充和更新,这一定义不能准确适应,J.A.Plambeck 修正了这一定义:Electroanalytical chemistry is that branch of chemical analysis that employs electrochemical methods to obtain information related to the amounts,properties, and environments of chemical species.在我国早期引用Kolthoff 的定义。
80年代后,提出的中文定义为:“依据电化学和分析化学的原理及实验测量技术来获取物质的质和量及状态信息的一门科学。