电位分析法.
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电位分析法一、概论:电位分析法是通过化学电池的电流为零的一类方法二、电位分析法指示电极分类1、第一类电极:金属及其离子溶液2、第二类电极:金属及其难溶盐(或络合离子)3、第三类电极:金属与具有两种共同阴离子的难溶盐或难解离的络合离子4、第零类电极:惰性金属Pt 、Au 、C 等三、参比电极与盐桥1、参比电极1标准氢电极:在任何温度下电位值都为零,但一般不使用,因为操作麻烦又贵。
2甘汞电极和银-氯化银电极:电极电位可从P362查表获得甘汞电极:)/(|)(),(22L xmol KCl s Cl Hg l Hg 银-氯化银电极:)/(|)(),(L xmol KCl s AgCl s Ag 2、盐桥1作用:联通电路,消除或减小液接电位2使用条件:不含被测离子、正负电子迁移率基本相等、离子浓度尽可能大,减少液接电位。
四、离子选择电极1、膜电电位E 膜=in Dd out D E E E ++=l in l out a a nF RT k ln '±(d E :扩散电位,D E :界面电位,a :活度)2、离子选择电极电位:l out ISE a nF RT const E ln '±=(负离子➕,正离子➖)l out ISE SCEBattery a nFRT K E E E ln ±=-=(负离子➖,正离子➕)ISE :离子选择电极,SCE :参比电极3、离子选择电极类型及其相应机理1玻璃电极:玻璃在纯水或稀酸中浸泡时,玻璃中的+Na 与溶液里的+H 发生交换,在玻璃表面形成水化胶层。
此时玻璃的结构为:内外水化胶层+中间干玻璃层;干玻璃层靠+Na 导电,而水化胶层靠+H 扩散导电。
2晶体膜电极A 、氟离子单晶电极:敏感膜为3LaF 的单晶薄片,氟离子能扩散进入膜相的缺陷空穴,膜中的氟离子也可以进入溶液,因而在两相界面上产生了膜电位。
B 、硫、卤素离子电极。
被测物质的最低量可以达到 10 mol/L 数量级。
第一章 电位分析法第 一节 基本原理1、电化学分析概述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。
它是 以电导、电位、电流和电量等电参量与被测物之间的关系做为计量的基 础。
依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学 分析或电分析化学。
它通常是使待分析的试样溶液构成一化学电池(原电池或电解池), 然后根据所组成电池的某些电物理量(如两电极间的电位差,通过电解 池的电流或电量,电解质溶液的电阻等)与其化学量之间的内在联系来 进行测定。
电化学分析法的特点:(1)灵敏度、准确度高,选择性好-12(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;电化学分析在药物分析中也有较多应用。
活体分析。
根据所量的电参量的不同,电分析化学方法可分为三类:第一类:在某些特定条件下,通过待试液的浓度与化学电池中某些电参量的关系进行定量分析,如电导、电位、库仑极谱及伏 安分析第二类:通过某一电参量的变化来指示终点的电容量分析好电位滴定第三类:通过电极反应把被测物质,转变为金属或其它形式的搓化物,用重量法测定基会量。
2、电化学电池2.1原电池能自发的将本身的化学能变成电能,这种化学电池称为原电池。
以铜锌原电池为例锌电极、负极(阳极):Z n→Z n2++2e氧化反应铜电极、正极(阴极):C u2++2e→C u还原反应2.2电解池实现某种电化学反应的能量由外电源供给则这种化学电池称为电解池仍以铜电极和锌电极为例。
锌电极、负极(阴极):Z n2++2e→Z n还原反应铜电极、正极(阳极):C u→C u2++2e氧化反应应注意:阳极、阴极是对实际发生的反应而言,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;正极、负极是对电荷的流向而言,电子流出为负极,电子流入为正极。
电位分析法的原理
电位分析法是一种电化学实验技术,通过测量电极在不同电位下的电流来研究电化学反应的机理和动力学。
其基本原理可以归结为以下几点:
1. 电位与电荷转移:根据法拉第定律,电极上的电位与与之相关的电荷转移是密切相关的。
当电位发生变化时,伴随着电荷转移的发生。
因此,通过测量电极的电位变化,可以了解电化学反应的过程。
2. 电位与物理化学性质:电位是描述电极表面上化学反应活性的物理化学性质之一。
不同电位下,电极的表面状态、吸附物种和电流密度等均会发生变化。
通过分析电位的变化,可以推断出电极表面的性质和反应活性。
3. 电极响应与反应机理:在电位分析过程中,观察电极的电流响应可以揭示出电化学反应的机理信息。
不同电位下,电流密度的变化可以反映出化学反应速率、中间体的生成和消耗等过程。
通过电位分析,可以探究电极反应的机理和动力学。
4. 电位与反应速率:电位分析法还可以用来研究电极上的反应速率。
根据泊松方程和负荷传递原理,电流密度与电极的电位变化之间存在相关性。
通过测量电位和电流密度,并应用极谱计算和相关的数学模型,可以确定电极反应的速率常数和相关动力学参数。
总之,电位分析法通过测量电极在不同电位下的电流,揭示了
电位与电荷转移、物理化学性质、反应机理和速率之间的关系。
这项技术在电化学研究、催化剂评价、电池性能测试等领域具有广泛应用。
电位分析法的定义、分类和特点1、电位分析法的定义、分类和特点定义:利用测得电极电位与被测物质离子浓度的关系求得被测物质含量的方法叫电位分析法。
分类:直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极,选择性地把待测离子的活度(或浓度)转化为电极电位加以测量,依据Nernst方程式,求出待测离子的活度(或浓度),也称为离子选择电极法。
这是二十世纪七十时代初才进展起来的一种应用广泛的快速分析方法。
·电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点相近电位的突跃来确定滴定尽头的滴定分析方法。
电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定尽头的方法不同。
特点:应用范围广――可用于很多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。
由于测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的讨论及热力学常数的测定。
·测定速度快,测定的离子浓度范围宽。
·可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、细胞等对象的分析。
2.化学电池化学电池是由两组金属—溶液体系构成的。
每一个化学电池有两个电极。
分别浸入适当的电解质溶液中,用金属导线从外部将两个电极连接起来,同时使两个电解质溶液接触,构成电流通路。
电子通过外电路导线从一个电极流到另一个电极,在溶液中带正负电荷的离子从一个区域移动到另一个区域以输送电荷,*后在金属—溶液界面处发生电极反应,即离子从电极上取得电子或将电子交给电极,发生氧化—还原反应。
假如两个电极浸在同一个电解质溶液中,这样构成的电池称为无液体接界电池;假如两个电极分别浸在用半透膜或烧结玻璃隔开的或用盐桥连接的两种不同的电解质溶液中,这样构成的电池称为有液体接界电池。
用半透膜、烧结玻璃隔开或用盐桥连接两个电解质溶液,是为了避开两种电解质溶液的机械混合,同时又能让离子通过。