第八章 电分析导论-New
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电化学分析导论
的电化学反应并非实验所需研究或测试的，它们只提供电子传递的场所
极化电极和去电Байду номын сангаас电极
在电解过程时，插入试液中电极的电位完全随着外加电压的变化 而变化，或当电极的电位改变很大而电流改变很小时，这一类电极称
为极化电极。
当电极电位不随外加电压的变化而变化，或当电极的电位改变很 小而电流改变很大时，这一类电极称为去极化电极。
8.2 电分析化学中的电极系统 一、 电极的种类 1、 根据电极的组成分类
第一类电极，由金属浸入该金属离子的溶液组成，如Ag/Ag+
Ag+ + eAg 电极电位表示为：E=E0 + 0.059V lg aAg+
第二类电极
由金属、金属的难溶盐的阴离子溶液组成的电极 例如银-氯化银电极 AgCl +eAg + Cl-
• 作业：
1. 何谓参比电极、指示电极和辅助电极(作用是什么)？ 2. 在什么情况下要使用三电极系统？
二、二电极与三电极系统
电流小时，可用两电极；电流大时，要用辅助电极构成三电极系 统来测量
8.3 电分析化学方法分类 电化学分析根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析 一、按测量参数分类 电导分析法 电位分析法 电重量分析法
库仑分析法
伏安分析法 二、IUPAC分类
不涉及双电层及电极反应，如电导分析及高频测定
三、 液接电位及其消除 1. 液接电位的形成
当两个不同种类或不同浓度的
溶液直接接触时，由于浓度梯度或离 子扩散使离子在相界面上产生迁移。 当这种迁移速率不同时会产生电位差 或称产生了液接电位，它不是电极反 应所产生，因此会影响电池电动势的 测定，实际工作中应消除。
电分析化学导论ppt课件-2024鲜版
03
利用微纳米技术实现对生物样品的高灵敏度、高选择性检测，
如细胞内外物质的分析、生物大分子的检测等。
32
光谱技术在电分析中应用
01
光谱电化学
结合光谱技术和电化学方法，研究电极过程的动力学和机理，以及电极
材料的结构和性质。
02
表面增强拉曼光谱在电分析中的应用
利用表面增强拉曼光谱技术提高电分析的灵敏度和选择性，实现对痕量
2024/3/28
电解分析法
通过电解过程对物质进行定性和定量分 析。
库仑分析法
基于法拉第电解定律，通过测量电解过 程中所消耗的电量进行分析。
6
电分析化学在各个领域应用
环境监测
用于水质、大气、土壤等环境样品的检 测和分析。
食品工业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用于食品营养成分、添加剂和有害物质 的分析和检测。
生物医学
在生物样品分析、药物研发和临床医学 等领域有广泛应用。
34
THANKS
2024/3/28
35
电分析化学定义与发展
利用物质的电学和电化学性质 进行表征和测量的科学。
02
发展历程
01
电分析化学定义
2024/3/28
从伏打电池的发现到现代电化学 分析技术的不断革新。
5
电分析化学研究内容
电导分析法
通过测量溶液的电导率来分析溶液中的 离子浓度。
电位分析法
利用电极电位与待测物质浓度之间的关 系进行分析。
物质的检测。
2024/3/28
03
光电化学传感器
将光电转换技术与电化学传感器相结合，构建高灵敏度、高选择性的光
电化学传感器，用于环境、生物等领域的分析检测。
电分析化学导论新版zhong
药物电化学
研究药物在生物体内的电化学行为， 为药物设计和筛选提供依据。
生物传感与成像
利用电化学方法实现生物传感和成像， 为疾病诊断和治疗提供有效手段。
电分析化学的发展趋势与展望
01
交叉学科融合
加强与其他学科的交叉融合，如 物理学、生物学、医学等，拓展
电分析化学的应用领域。
03
微型化与集成化
发展微型化和集成化的电分析系 统，实现便携式和实时检测。
生物医学研究
在生物医学研究中，离子选择性电极可用于研究生物体 内离子的浓度变化和作用机制。
04
电位分析法
电位分析法的原理
基于电化学反应的电位变化
电位分析法基于电化学反应过程中产生的电位变化，通过测量电位变化来推算反应的进行程度和物质的浓度。
平衡电位与能斯特方程
在特定条件下，电化学反应达到平衡状态时的电位称为平衡电位，其与反应物质的浓度之间满足能斯特方程。
生物电化学
结合生物学和电化学技术，研究生物分子在 电化学过程中的行为和作用机制。
微纳流控电化学
通过微纳流控技术，实现电化学检测的微型 化和集成化。
电分析化学在生命科学中的应用
生物分子检测
利用电化学方法检测生物分子，如 DNA、蛋白质和酶等。
细胞电化学
研究细胞膜电位、细胞内离子浓度等 电化学性质，揭示细胞生命活动的机 制。
塑料膜电极由塑料膜和内参比 溶液组成，对特定离子有响应 。
酶电极
酶电极由酶膜和内参比溶液组 成，对生物活性物质有响应。
离子选择性电极的应用
离子浓度的测定
离子选择性电极可用于测定溶液中特定离子的浓度。
环境监测
在环境监测中，离子选择性电极可用于检测水体、土壤 等中的离子浓度。
电分析ppt课件
玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸 泡。
玻璃膜
玻璃膜电位的形成：
玻璃电极在水溶液中浸泡，形成一个三层结构，即中间的干 玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图：
玻璃膜电位：
将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液，水合硅胶层表面与溶液
中的H+活度不同，形成活度差，H+由活度大的一方向活度小的一 方迁移， 平衡时：
= EHg2Cl2 - (EAgCl/Ag + E膜 ) + E液接 + E不对称电位
常数K´包括：
外参比电极电位
=
2.303RT K’ - F
lgαH+
内参比电极电位
不对称电位
液接电位
E = K + 2.303RT pH F
25 C : E = K + 0.059pH
测两种溶液电动势:pH已知的标准缓
vsp
24.40
4400
0
-5900
(24.40-24.30):(-5900-4400)=(VSP-24.30):(0-4400)
VSP= 24.34ml
三、指示电极的选择
1.酸碱滴定. 滴定过程中溶液的氢离子浓度发 生变化,可采用PH玻璃电极作指示电极.
2.沉淀滴定. 根据不同的沉淀反应选择不同的 指示电极.如以AgNO3标准溶液滴定Cl- Br- I-等 离子时,可用银电极作指示电极.
冲溶液s和pH待测的试液x ,测定各自的电
动势为：
ES
=
K
' S
+
2.303RT F
pHS
;
EX
=
K
' X
+
2.303RT F
玻璃膜
玻璃膜电位的形成：
玻璃电极在水溶液中浸泡，形成一个三层结构，即中间的干 玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图：
玻璃膜电位：
将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液，水合硅胶层表面与溶液
中的H+活度不同，形成活度差，H+由活度大的一方向活度小的一 方迁移， 平衡时：
= EHg2Cl2 - (EAgCl/Ag + E膜 ) + E液接 + E不对称电位
常数K´包括：
外参比电极电位
=
2.303RT K’ - F
lgαH+
内参比电极电位
不对称电位
液接电位
E = K + 2.303RT pH F
25 C : E = K + 0.059pH
测两种溶液电动势:pH已知的标准缓
vsp
24.40
4400
0
-5900
(24.40-24.30):(-5900-4400)=(VSP-24.30):(0-4400)
VSP= 24.34ml
三、指示电极的选择
1.酸碱滴定. 滴定过程中溶液的氢离子浓度发 生变化,可采用PH玻璃电极作指示电极.
2.沉淀滴定. 根据不同的沉淀反应选择不同的 指示电极.如以AgNO3标准溶液滴定Cl- Br- I-等 离子时,可用银电极作指示电极.
冲溶液s和pH待测的试液x ,测定各自的电
动势为：
ES
=
K
' S
+
2.303RT F
pHS
;
EX
=
K
' X
+
2.303RT F
第八章 电化学分析导论
O EHg2Cl/Hg EHg2 Cl/Hg 0.059 lg a (Cl )
2
电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。
表 甘汞电极的电极电位（ 25℃）
0.1mol/L 甘汞电极 KCl 浓度 电极电位（V） 0.1 mol / L +0.3365 标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828 饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
c d C D r Gm r Gm RT ln k RT ln a b A B c d C D r Gm r Gm RT ln a b A B
原电池中吉布斯自由能的降低值等于回路 所作的电功.
-Δ r G m =W=nEF
RT EE ln nF
0.1mol/LAg-AgCl 电极 KCl 浓度 电极电位（V） 0.1 mol / L +0.2880 标准 Ag-AgCl 电极 1.0 mol / L +0.2223 饱和 Ag-AgCl 电极 饱和溶液 +0.2000
温度校正，（标准Ag-AgCl电极），t ℃时的电极电位为： Et= 0.2223- 6×10-4(t-25) （V）
（1）左边是发生氧化反应的阳极，右边是发生还原反
应的阴极。
（2）“ ”表示接界面，“ ”表示盐桥。
（3）有溶液的两级需要注明浓（活）度，有气体的应 注明压力、温度，无注明的表示标准状态。
电池电动势E :E=E右－E左
例子:
+ Pt,H 2 ( p ) H（ =1）Cu 2+ ( ) Cu(s)
准氢电极的电极电位高的为正，反之为负；
Pt|H2(101 325 Pa ),H+(1mol/mL)||Ag2+(1mol/mL)|Ag 电位差：+0.799 V； 银电极的标准电极电位：+0.799 V。 在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等
电化学分析---电化学分析导论
第一章
电分析化学导论
化学电池
Electrochemical Cell
电极电位
Electrode Potential
液接电位与盐桥
Liquid Junction Potential and Salt Bridge
电极的极化与超电位
Polarization on Electrodes and Overpotential
Hg
2+
0.059V 2/Hg+ 2
lg
Ksp1, Hg2C2O4 Ksp2 , Ca2C2O4
所以 E = K +
0.059V 2
lgaca2＋
（四）零类电极： 由惰性金属与含有可溶性的氧化和还原质的溶 液。 例如Pt｜Fe2+,Fe3+电极，
电极反应为： 电极电位为： Fe3+ + e E= Eθ Fe2+ + 0.059V lg
5、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│ZnSO4(0.1mol/L) ║AgNO3(0.01mol/L) │Ag 6、下述电池的电动势为0.413V, Pt,H2(101325Pa)｜HA(0.215mol/L),NaA(0.116mol/L) ║SCE Esce=0.2443V,计算弱酸HA的解离常数。 7、下述电池的电动势为0.921V, Cd ｜CdX2-4(0.200mol/L),X-(0.150mol/L) ║SCE EθCd2+/Cd=-0.403V,Esce=0.2443V,计算Cd2-4的形成常数。 8、下述电池的电动势为0.893V, Cd ｜CdX2(饱和），X-(0.02mol/L) ║SCE EθCd2+/Cd=-0.403V,Esce=0.2443V,计算CdX2的溶度积常数。
电分析化学导论
化学电池
Electrochemical Cell
电极电位
Electrode Potential
液接电位与盐桥
Liquid Junction Potential and Salt Bridge
电极的极化与超电位
Polarization on Electrodes and Overpotential
Hg
2+
0.059V 2/Hg+ 2
lg
Ksp1, Hg2C2O4 Ksp2 , Ca2C2O4
所以 E = K +
0.059V 2
lgaca2＋
（四）零类电极： 由惰性金属与含有可溶性的氧化和还原质的溶 液。 例如Pt｜Fe2+,Fe3+电极，
电极反应为： 电极电位为： Fe3+ + e E= Eθ Fe2+ + 0.059V lg
5、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│ZnSO4(0.1mol/L) ║AgNO3(0.01mol/L) │Ag 6、下述电池的电动势为0.413V, Pt,H2(101325Pa)｜HA(0.215mol/L),NaA(0.116mol/L) ║SCE Esce=0.2443V,计算弱酸HA的解离常数。 7、下述电池的电动势为0.921V, Cd ｜CdX2-4(0.200mol/L),X-(0.150mol/L) ║SCE EθCd2+/Cd=-0.403V,Esce=0.2443V,计算Cd2-4的形成常数。 8、下述电池的电动势为0.893V, Cd ｜CdX2(饱和），X-(0.02mol/L) ║SCE EθCd2+/Cd=-0.403V,Esce=0.2443V,计算CdX2的溶度积常数。
第八部分电化学分析导论-资料
2019/10/1
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
2019/10/1
5. 电化学分析的学习参考资料
(1)《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 (2)《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 (3)《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，2019 (4)《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
2019/10/1
二、电化学分析法的类别
2019/10/1
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
2019/10/1
结束
2019/10/1
4. 电化学分析的学习方法
电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。 共性问题：
溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说， 溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直 接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。
个性问题： （1）电位分析：离子选择电极与膜电位 （2）电流滴定：电解产生滴定剂 （3）极谱分析：浓差极化 重点掌握：原理、特点与应用
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
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
2019/10/1
5. 电化学分析的学习参考资料
(1)《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 (2)《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 (3)《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，2019 (4)《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
2019/10/1
二、电化学分析法的类别
2019/10/1
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
2019/10/1
结束
2019/10/1
4. 电化学分析的学习方法
电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。 共性问题：
溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说， 溶液产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直 接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。
个性问题： （1）电位分析：离子选择电极与膜电位 （2）电流滴定：电解产生滴定剂 （3）极谱分析：浓差极化 重点掌握：原理、特点与应用
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
第八章电分析化学导论3
仪器分析
Instrumental Analysis
8.3.3 极化与过电位
极化是指电流通过电极与溶液的界面时，电极电位偏离 其平衡电位的现象。电极电位与平衡电位之差称为过电位。 极化分为：浓差极化和电化学极化 （1）浓差极化 由于浓度的差异引起的极化 浓差极化是由于电解过程中电极表面附近溶液浓度与主 体溶液浓度不同所产生的极化现象。 RT
++++-+ -+ -+ -+
M不活泼
- + +- + +- + +- + +-
氧化＞还原
还原＞氧化
仪器分析
Instrumental Analysis +(1mol.L-1) Mn+(1mol.L-1) M Pt H (101325Pa),H 2 方法：将某一电极与标准氢电极相连接，组成一个原电池 ，测量电池的电动势。
仪器分析
Instrumental Analysis
第8 章
8.1 8.2
电分析化学引论
电分析化学概述 化学电池
8.3
8.4
基本概念和重要术语
电极的分类
MOOC: Massive（大规模的）、Open、Online、Course
仪器分析
Instrumental Analysis
8.1
电分析化学概述 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质 在溶液中的电化学性质及其变化规律进行分析的方 法。 Electroanalytical Chemistry as the application 电分析化学奠基人 of electrochemistry to analytical chemistry。
08-电化学分析导论
电化学分析装置-化学电池 § 8.2 电化学分析装置 化学电池
一、基本概念
1、化学电池(Chemical cell)定义： 、化学电池 定义： 定义 化学电池是化学能与电能互相转换的装置。 互相转换的装置 化学电池是化学能与电能互相转换的装置。 2、组成化学电池的条件： 、组成化学电池的条件： 1) 电极之间以导线相联； 电极之间以导线相联； 2)电解质溶液间以一定方式保持接触使离子从一方迁 电解质溶液间以一定方式保持接触使离子从一方迁 移到另一方； 移到另一方； 3) 发生电极反应或电极上发生电子转移。 发生电极反应或电极上发生电子转移。
第八章
电分析化学导论
§ 8.1 概 述
一、什么是电化学分析 ? 定义: 定义: 应用电化学的基本原理和实验技术， 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质
的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电 化学分析或电分析化学。 化学分析或电分析化学。 二、电化学分析法的重要特征: 电化学分析法的重要特征: 直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量 物理量， 直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶 电流 液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、 液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与反应 有电流或无电流流动的情况下 的化学物质的量。 的化学物质的量。
§ 8.3 电极电位与液体接界电位
一、电极电位
产生： 产生： 金属和溶液化学势不同——电子转移 电子转移——金属与溶液荷不同电荷 金属和溶液化学势不同 电子转移 金属与溶液荷不同电荷 ——双电层 双电层——电位差 电位差——产生电极电位 产生电极电位-----绝对电极电位。 绝对电极电位。 双电层 电位差 产生电极电位 绝对电极电位 （一）标准电极电位及其测量 1、标准氢电极（NHE）： 、标准氢电极（ ） 绝对电极电位无法得到， 绝对电极电位无法得到 ， 因此只能 以一共同参比电极作标准构成原电池， 作标准构成原电池 以一共同参比电极作标准构成原电池， 测定该电池电动势。 测定该电池电动势。常用的为标准氢电 如图： 极，如图： 其电极反应为 2 H + + 2 e ⇔ H 2 ( gas ) 人为规定在任何温度下， 人为规定在任何温度下 ， 氢标准电 极电位E 极电位 H+/H2=0
现分-第8章 电分析化学导论
电极a 溶液(a1) 溶液(a2) 电极b
阳极
E
阴极
电池电动势: E电池 = Ec - Ea+E液接 = E右 - E左+E液接
当E电池 >0，为原电池；E电池<0为电解池。 原电池：Zn Zn2+（xmol/L） Cu2+ （ymol/L） Cu
电解池： Cu Cu2+（xmol/L） Zn2+ （ymol/L） Zn
☺三、极化与过电位
极化是指电流通过电极与溶液的界面时，电极电位偏离 其平衡电位的现象。电极电位与平衡电位之差称为过电位。 极化分为：浓差极化和电化学极化 （一）浓差极化 由于浓度的差异引起的极化
浓差极化是由于电解过程中电极表面附近溶液浓度与主 体溶液浓度不同所产生的极化现象称为浓度极化。 在阴极附近，阳离子被快速还原，而主体溶液阳离子来 不及扩散到电极附近，阴极电位比可逆电位更负；在阳极附 近，电极被氧化(溶解)，离子来不及离开，阳极电位比可逆 电位更正。 可通过增大电极面积，减小电流密度，提高溶液温度， 加速搅拌来减小浓差极化。
M不活泼
-+ -+ -+ -+ ++++-
溶解＞沉积
沉积＞溶解
绝对电极电位无法得到，因此只能以一共同参比电极 构成原电池，测定该电池电动势。
标准电极电位及其测量 Pt H2(101325Pa),H+(a=1mol.L-1) Mn+(a=1mol.L-1) M
EΘ Ag+/Ag= 0.799V Pt H2(101325Pa), H+(1mol/L) Ag+(1mol/L) Ag
铜银电解池： 铜电极，负极(阴极)： Cu2++2e-→Cu 还原反应 银电极，正极(阳极)： Ag→Ag++e氧化反应 电解池总反应： Cu2++ 2Ag= Cu+ 2Ag+ ☺原电池
2024年电分析化学导论教案(含多场合)
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。
第八章 电分析化学导论
膜电极是以固体膜或液体膜为探头，其膜电 位是由于离子的交换或扩散而产生，其膜电位与 特定的离子活度的关系符合能斯特公式。
2021/7/14
二、按电极用途分类
Mn+ ↑
2021/7/14
阳极电位更正
• 电极表面与溶液主体间形成的浓度梯度引 起偏离平衡电位的现象。
• 减小浓差极化的方法：增大电极面积、减 小电流密度、提高温度、搅拌溶液等。
2. 电化学极化 ——电极反应速率慢引起的 • 很多电极反应是分步进行的，某一步反应
慢就限制整个电极反应的速率。 • 以阴极反应还原为例，若电极反应较慢，
M n+
1. 第一类电极
如：Ag+/Ag组成的银电极，电极反应：
：
Ag+ + e- = Ag
A /g A g A /g A g 0 .02 5 V la 9 g (A )g
Ag
2021/7/14
Ag+
电极电位仅与Ag+活度有关，不 但可用于测定Ag+活度，也可用
于滴定过程中由于沉淀或配位等
反应而引起的Ag+活度变化的电
位滴定测定。
2.第二类电极
• 由金属与该金属离子的难溶盐及相应的 阴离子溶液组成的电极
• 例：Ag—AgCl—Cl• 电极反应： AgCl+e- = Ag+Cl-
Ag-AgCl
Ag /A C gl Ag /A C g0 l.012 5 V l9 g a C l
2021/7/14
Cl-
• 特点：有二个相界面,其电 极电位随溶液中难溶盐的阴 离子活度变化而变化。
银丝镀上一层AgCl 沉淀,浸在一定浓 度的KCl溶液中即 构成了银-氯化银 电极。
2021/7/14
二、按电极用途分类
Mn+ ↑
2021/7/14
阳极电位更正
• 电极表面与溶液主体间形成的浓度梯度引 起偏离平衡电位的现象。
• 减小浓差极化的方法：增大电极面积、减 小电流密度、提高温度、搅拌溶液等。
2. 电化学极化 ——电极反应速率慢引起的 • 很多电极反应是分步进行的，某一步反应
慢就限制整个电极反应的速率。 • 以阴极反应还原为例，若电极反应较慢，
M n+
1. 第一类电极
如：Ag+/Ag组成的银电极，电极反应：
：
Ag+ + e- = Ag
A /g A g A /g A g 0 .02 5 V la 9 g (A )g
Ag
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Ag+
电极电位仅与Ag+活度有关，不 但可用于测定Ag+活度，也可用
于滴定过程中由于沉淀或配位等
反应而引起的Ag+活度变化的电
位滴定测定。
2.第二类电极
• 由金属与该金属离子的难溶盐及相应的 阴离子溶液组成的电极
• 例：Ag—AgCl—Cl• 电极反应： AgCl+e- = Ag+Cl-
Ag-AgCl
Ag /A C gl Ag /A C g0 l.012 5 V l9 g a C l
2021/7/14
Cl-
• 特点：有二个相界面,其电 极电位随溶液中难溶盐的阴 离子活度变化而变化。
银丝镀上一层AgCl 沉淀,浸在一定浓 度的KCl溶液中即 构成了银-氯化银 电极。
电分析化学导论PPT课件
Id = k C
第3页/共37页
✓1942年A. Hickling研制成功三电极恒电位仪 ✓上世纪50年代后普遍应用运算放大电路，恒电 位仪、恒电流仪和积分仪成型。为控制电位电 解和库仑分析提供方便
2 电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就 是上述三大定量关系的建立。50 年代，极谱法灵敏 度，和电位法pH测定传导过程没有很好解决。
A. J. Bard: 拥有全球目前
最大的电化学课题组， 研究内容覆盖几乎所有的 电化学方向。
Michael Grätzel: 染料敏化太阳能 电池的创始人，在瑞士联邦洛桑工 学院，拥有一流的光电化学实验室， 除了太阳能电池外，还涉及锂离子 电池和其它半导体发光材料的研究。
第17页/共37页
Richard G. Compton 欧洲最大的电化学研究组，主要致 力于理论电化学方面的研究，包括 计算电化学、光电化学、超声电化 学以及超快电化学研究。其主体实 验室建在牛津大学。
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。
第30页/共37页
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
第28页/共37页
分类——按其测量方式不同分类
（1）根据待测溶液的浓度 C 与某一电参数之间的关 系求得分析结果。 电参数可以是电导、电位、电流、电量等 它包括：电导、电位、极谱、库仑分析法
（2）通过测量某一电参数的突变来指示滴定分析终点 的方法，又称电滴定分析法。 包括电导滴定、电位滴定、电流滴定等
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✓1942年A. Hickling研制成功三电极恒电位仪 ✓上世纪50年代后普遍应用运算放大电路，恒电 位仪、恒电流仪和积分仪成型。为控制电位电 解和库仑分析提供方便
2 电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就 是上述三大定量关系的建立。50 年代，极谱法灵敏 度，和电位法pH测定传导过程没有很好解决。
A. J. Bard: 拥有全球目前
最大的电化学课题组， 研究内容覆盖几乎所有的 电化学方向。
Michael Grätzel: 染料敏化太阳能 电池的创始人，在瑞士联邦洛桑工 学院，拥有一流的光电化学实验室， 除了太阳能电池外，还涉及锂离子 电池和其它半导体发光材料的研究。
第17页/共37页
Richard G. Compton 欧洲最大的电化学研究组，主要致 力于理论电化学方面的研究，包括 计算电化学、光电化学、超声电化 学以及超快电化学研究。其主体实 验室建在牛津大学。
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。
第30页/共37页
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
第28页/共37页
分类——按其测量方式不同分类
（1）根据待测溶液的浓度 C 与某一电参数之间的关 系求得分析结果。 电参数可以是电导、电位、电流、电量等 它包括：电导、电位、极谱、库仑分析法
（2）通过测量某一电参数的突变来指示滴定分析终点 的方法，又称电滴定分析法。 包括电导滴定、电位滴定、电流滴定等
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甘汞电极
银－氯化银电极
二、指示电极（Indicator)和工作电极(Working)
电极是用来反映离子或分子浓度，发生所需电 化学反应的场所。在电化学测量过程中，溶液主体 浓度不发生变化的电极称为指示电极。如有较大电 流通过，溶液主体浓度发生显蓍变化的电极称为工 作电极。
pH玻璃电极
工作电极
三、辅助电极（Auxiliary)和对电极(Counter)
第八章 电分析化学导论
什么是电化学
力、光、热、电、磁……
化学反应：氧化还原反应—电子转移
应用：电镀、电解、冶炼、腐蚀与防腐、电 池、有机电合成、分析等
溶液中的氧化还原反应
氧化态粒子和还原态粒子之间反应的实质是交换电子，这 一过程实现的前提条件是两者必须靠近（根据过渡态理论，
形成过渡态），这样电子才能从还原态物质转移到氧化态
辅助电极(对电极)与工作电极形成通路，但电极上发生的电 化学反应并非实验所需要研究或测试的，它只提供电子传递 的场所。
铂丝电极
自学内容
课本P130第四节 电极的组成分类
作业题：P133： 4，5，6，7
因为铜电极的电位比况下有没有电流? 可见：电极的电位与电解质有关
以丹尼尔原电池的Zn负极为例
Zn (s）
Zn2+（aq) + 2e-
金属锌有失去电子形成锌离子的倾向：使得锌表面聚集 了电子而携带负电荷，从而锌电极的电位为负值，吸引 溶液中的正电荷靠近电极表面，在电极、溶液的界面上
用括号（）括起来。如有气体应注明压力、温度，若不 注明，默认值为25℃ ，101.325Kpa。
电池的电动势
E电池＝E右－E左
又如：
Cu∣CuSO4（1.0 mol/L)‖ZnSO4(1.0 mol/L)∣Zn
电极的分类
一、参比电极 在测量过程中具有恒定电位的电极称为参比电 极（Reference electrode）。 常用的参比电极：
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。以铜电极和锌电极为例。 铜电极： 锌电极： Cu Cu2+ + 2e Zn 氧化反应(阳极) 还原反应(阴极)
Zn2+ + 2e
总的电池反应： Zn2+ ＋ Cu
Zn + Cu2+ （不能自发）
电池的图解表示法 丹尼尔原电池为例
也就是说Ecell值即待测电极的电极电位值 3、SHE的表示方法: Pt ∣ H2(101325Pa)∣H+ (a=1)
注意： (1）Pt不参加电极反应，只作为电子导体 （2）H2的分压为1atm，H+活度为1
有些电极的电位值可能不方便采用此法测量， 可通过热力学方法求解
DG ＝ -nEF
能不能想办法让电流（电子）倒流？
Zn ∣ZnSO4(1.0 mol/L)‖CuSO4（1.0 mol/L)∣Cu
IUPAC规定： 左阳右阴：发生氧化反应的一极(阳极)写在左边，发 生还原反应的一极（阴极）写在右边。 电池组成的每一个接界面用单竖线“∣”隔开，两种 溶液通过盐桥连接，用双竖线“‖”表示。 电解质溶液位于两电极之间，并应注明浓（活）度，
粒子上去。 思考：可否用一导线将电子从还原态粒子引导氧化态？
能自发的将本身的化学能变成电能的装置称为原电池
丹尼尔原电池
铜电极（正极）：Cu2+ + 2e
Cu
还原反应(阴极)
锌电极（负极）：Zn
Zn2+ + 2e
氧化反应(阳极)
总的电池反应： Zn ＋ Cu2+
Zn2+ + Cu （能自发）
为什么电流是从铜电极流向锌电极？
形成电位差——Zn电极的电位（电位为负值）
Fe3+ + e- ==Fe2+
金属Pt
怎么测量电极的电位？ 用数字伏特计
伏特计
具体做法： 1、选择标准氢电极（SHE/NHE）作零点参照系，规定其电 位在任何温度下都是0V。 2、将待测电极与SHE组成电池，测量其Ecell。
SHE‖待测电极
Ecell = E右－E左 = E待测－ESHE ＝ E待测