电化学分析导论方惠群版
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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。
电分析化学导论教案(含多场合)电分析化学导论教案一、教学目的本课程旨在让学生了解电分析化学的基本原理和方法,掌握电化学分析的基本技术,培养学生的实际操作能力和创新思维能力,为后续专业课程学习和科研工作打下坚实基础。
二、教学内容1.电分析化学概述电分析化学是研究物质在电场作用下产生的化学现象及其应用的科学。
本课程主要介绍电分析化学的基本原理、方法和技术,包括电位法、电解法、库仑法、伏安法等。
2.电化学基础知识(1)电极与电解质溶液界面现象(2)电极过程动力学(3)电极反应类型及电极电位3.电位法(1)电极电位与溶液中离子活度的关系(2)参比电极与指示电极(3)直接电位法与间接电位法4.电解法(1)电解原理与电解过程(2)电解装置与电解操作(3)电解分析法的应用5.库仑法(1)库仑滴定原理(2)库仑滴定装置与操作(3)库仑滴定法的应用6.伏安法(1)伏安分析原理(2)伏安分析仪与操作(3)伏安分析法的应用7.电分析化学新技术及应用(1)化学修饰电极(2)生物电分析化学(3)光谱电化学(4)电化学传感器三、教学方法1.理论教学:采用课堂讲授、案例分析、小组讨论等多种教学方式,使学生在理解基本原理的基础上,掌握电化学分析的方法和技术。
2.实验教学:结合理论教学,开展实验教学,培养学生的实际操作能力和创新思维能力。
3.现代教育技术:利用多媒体、网络等现代教育技术手段,丰富教学资源,提高教学效果。
四、考核方式1.平时成绩:包括课堂表现、作业、实验报告等。
2.期中考试:笔试,主要考查学生对电化学基础知识、电位法、电解法、库仑法、伏安法等理论知识的掌握。
3.期末考试:笔试,综合考查学生对电分析化学的基本原理、方法、技术的理解和应用能力。
4.实验考核:实验操作和实验报告,主要考查学生的实际操作能力和实验结果分析能力。
五、教学进度安排1.电分析化学概述(2学时)2.电化学基础知识(6学时)3.电位法(6学时)4.电解法(4学时)5.库仑法(4学时)6.伏安法(4学时)7.电分析化学新技术及应用(2学时)8.实验教学(12学时)六、教学资源1.教材:选用权威、实用的电分析化学教材。
第二章习题答案1.P23电极电位的能斯特方程为: RT1门型zF a o注:P23指教材页码,下同。
若电池的反应式为:aA+bB? cC+dD 则在298.15K 时,该电池的电动势为E = E 0.0592 a C 芒 bZ a A a B2. P14条件电位校准了离子强度、配位效应、水解以及pH 的影响。
3. P17 0类金属电极不是。
4. P22 Cottrell 方程的数学表达式为:i=zFAD o c 。
/ "DoF Cottrell 方程表明:⑴在大量支持 电解质存在下的静止溶液中,平面电极上的电解电流与电活性物质浓度成正比,这是定量分 析的基础;(2)电解电流与电活性物质在溶液中的扩散系数的平方根成正比;(3)电解电流 与时间的平方根成反比。
5. P22法拉第定律表示通电电解质溶液后,在电极上发生化学变化的物质,其物质的量n 与通入的电量Q 成正比;通入一定量的电量后,电极上发生反应的物质析出质量m 与摩尔质 量M 成正比。
其数学表达式为:n= —zF6. 解:首先写出原始的M|M 2C )电极的电极电位表达式,并将相关的配位平衡关系代入。
然 后再计算条件电位’的值。
首先写Cu 2+| Cu 电极电位的能斯特方程将已知数据代入,并计算条件电位由Cu 2+配合物的平衡关系得K 稳=CuY 2 Cu 2 Y 4将[Cu 2+]代入能斯特方程0.0592 CuY 2ig 42 K 稳Y0.0592 22lg Cu Cu2CuY2K Y4稳10.0592 K 2lgCuY 2 0.059侖0.377°^2g-^ 2 6.3 10 0.219V(vs.SCE)2+7.解:(1) Cu +2e? CuFe 3+ + e= Fe ?+3+2+2+Cu + 2Fe = Cu + 2Fe⑶ E =(Fe 2/Fe 3Cu、 0.0592 Cu 2 )— lg 2 2 2Fe Fe(-)Hgl Hg 2Cl 2, Cl (饱和)II Ag +(c x)l Ag(+)⑵ 若该电池的银电极的电位校正,则电池的电动势E 为igjAg +]=-3090592IgAg则未知 Ag + 的浓度为 [Agj =1.12X10-4mol • L-1 ⑶饱和甘汞电极为参比电极,银电极为指示电极。