2.1 电化学分析法概述(1)
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第二部分电化学分析法第一节电分析化学法概述电分析化学法通常是指使待分析的试样溶液构成一化学电池,根据所组成电池的某些物理量与化学量之间的内在联系来进行测定的一种方法。
溶液的电化学性质是指当电流通过溶液构成化学电池时,化学电池的电位、电流、电导和电量等电学性质要随着溶液的化学组成和浓度的不同而不同的性质。
电化学分析法分三种类型:1)第一类是以活度(浓度)与电学参数的直接函数关系为基础的方法;----直接测量法2)第二类是以电学参数的变化指示滴定终点的滴定分析方法;----电滴定分析法3)第三类是通过电流把试样中的测定组分转化为固相(金属或其氧化物),再以称量或滴定的方式测定的方法。
----电质量(重量)法根据所得的信号不同,具体分为:1、电导分析法2、电位分析法3、电解分析法4、库仑分析法5、极谱法和伏安法1. 电位分析法:电位分析法按应用方式可为两类:直接电位法:电极电位与溶液中电活性物质的活度有关,通过测量溶液的电动势,根据能斯特方程计算被测物质的含量;电位滴定:分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化,通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。
2. 电解与库仑分析法:电解分析:在恒电流或控制电位条件下,使被测物质在电极上析出,实现定量分离测定目的的方法。
电重量分析法:电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。
库仑分析法:依据法拉第电解定律,由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法电流滴定或库仑滴定:恒电流下电解产生的滴定剂与被测物作用。
3. 极谱法与伏安分析:伏安分析:通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。
极谱分析:使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。
4. 电导分析:普通电导分析原理:依据溶液电导与电解质关系;应用:高纯水质分析,酸雨监测;高频电导分析特点:溶液与电极不直接接触;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。
电化学分析法:将电极插入被测物质的溶液中,组成化学电池,通过测量该电池的电学参数或参数的变化,进行物质的定性和定量分析。
概述和电化学基础一、电化学分析法的分类电位分析法——电池电动势——H及金属和非金属测定伏安分析法——电流电压曲线——金属离子和有机物测定电导分析法——电导——电解质总量分析库伦分析法——电量——金属和非金属测定二、电化学分析法的特点1. 灵敏度高2. 选择性好3. 样品用量少4. 分析速度快5. 仪器设备简单三、电化学基础(一)化学电池实现化学能与电能相互转化的装置1.化学电池的类型:原电池,电解池(1)原电池:能自发将化学能转变成电能的装置正得还,负失氧(2)电解池:只有加上外加电源后,两电极上才能发生氧化还原反应,将电能转变成化学能。
(3)原电池和电解池组成的共同点① 有两个半电池,且只有接通外电路时,半电池反应才能进行。
② 当电极分别插入两种不同的电解质溶液时,有液体接界装置。
③ 有两个电极:正极和负极,阳极和阴极。
阳极(anode): 发生氧化反应的电极。
阴极(cathode): 发生还原反应的电极。
2.原电池的表示方法(1)负极及有关溶液体系写在左侧,正极及有关溶液体系写在右侧;(2)用化学式表示电池中各种物质的组成并注明各物质的状态,溶液要注明活度或浓度,气体要注明压力;(3)用单竖线“|”表示能产生电位差的两相界面,双竖线“||”表示两电极体系用盐桥连接。
(二)电池电动势和电极电位1.电池电动势(1)定义:当通过原电池的电流为无限小时,电池两极的端电压就是此电池的电动势。
(2)电池电动势:电池中各个相界面上的相间电位的代数和。
(—) Zn (s) | Zn2+ (x mol/L) || Cu2+ (y mol/L) | Cu (s) (+)(1) 两金属电极之间的接触电位,以φ接触表示,此电位很小,可忽略不计;(2) 锌与硫酸锌溶液界面处的相间电位称为负极电位,用φ-表示;(3) 铜与硫酸铜溶液界面处的相间电位称为正极电位,用φ+表示;(4) 硫酸锌与硫酸铜溶液接界处的电位称为液体接界电位,用φj表示,实验中用盐桥降低此电位。
电化学分析法[日期:2011—06—24]来源:作者:[字体:大中小]电化学分析法(electroanalytical chemistry)是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。
这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分,根据被测组分的电化学性质,通过测量某种电参量来求得分析结果的。
电化学分析法可分为三种类型.第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。
电化学分析法与其他分析方法相比,所需仪器简单,有很高的灵敏度和准确度,分析速度快,特别是测定过程的电信号,易与计算机联用,可实现自动化或连续分析。
目前,电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。
第一节电势分析法电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差),以求得物质含量的分析方法。
电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。
直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。
应用最多的是测定溶液的pH。
近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它能适用于其它方法难以测定的离子.因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用.电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。