电化学实验讲义
实验讲义--计时电流、电化学聚合
电位分析实验七计时电流法一、实验目的1、了解计时电流法的特点和基本实验技术；2.、掌握极限扩散电流的基本理论；3.、了解采样电流伏安法的原理。
二、基本原理计时电流法是极谱法和伏安法的基础。
它是记录当电极电位从初始电位阶跃到某一指定电位时，电流随时间的变化曲线。
计时电流法又分为单电位阶跃，双电位阶跃及多电位阶跃等。
计时电流法是研究极限扩散电流的工具，同时它又是常用的电化学暂态分析方法之一。
当电流电位从初始电位阶跃至极限电极电位时，不管电极反应是否可逆，电流与时间的关系式均可以表示为Cottrell公式：i d(t)=nFAD o1/2C o*/(лt)1/2 (1)（1）式中i d(t)为极限扩散电流，n为电极反应的电子交换数，F为法拉第常数，A为电极的有效面积，Do为电极反应物（氧化态）的扩散系数，Co*为电极反应物的本体浓度，t为反应时间。
当电极的有效面积不变时，（1）式可以简化为：i d(t)=kt-1/2(2)即极限扩散电流随t-1/2衰减。
对（1）式进行积分，得到Q(t)=∫t0 i d(t)dt=2nFAD o1/2C o*t1/2/л1/2=k’t1/2 (3)即Q(t) 与t1/2成正比。
如果记录Q(t)—t曲线，称为计时电量法。
另外，由（1）式可知：i d(t)∝C o*(4)即极限扩散电流与溶液的本体浓度成正比这也是极谱法定量分析的依据。
三、仪器与试剂仪器LK98BⅡ型电化学工作站（天津市兰力科公司）；三电极系统：玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极（或饱和甘汞电极）为参比电极，铂电极为对极(铂丝、铂片、铂柱电极均可)；试剂 1.0×10-3mol/L K3[Fe(CN)6]-K4[Fe(CN)6] (铁氰化钾)溶液（含0.2mol/L KNO3）。
四、实验步骤1、选择仪器实验方法：电位阶跃技术——单电位阶跃计时电流法。
2、参数设置：起始电位：0.60V；阶跃电位：根据需要设定；等待时间：0s；采样间隔：0.002s；采样点数：500；灵敏度：1mA；滤波参数：10Hz；放大倍数：1。
电化学基础知识及其应用讲义
电化学基础知识及其应用讲义知识点一、原电池及其应用1、原电池2、原电池原理（1）原电池装置构成条件①②③④（2）原电池发电原理及电极反应3、原电池的应用主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。
知识点二、常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒，负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
负极反应：Zn-2e- =Zn2+，正极反应：2NH4++ 2e- =2NH3 + H2，2MnO2 + H2 = Mn2O3+ H2O；电池反应：Zn + NH4Cl + MnO2 = ZnCl2 + 2NH3 + Mn2O3 + H2O②铅蓄电池电解质溶液为(电解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液放电时，负极-Pb：Pb-2e- + SO42- = PbSO4↓；正极-Pb（PbO2）：PbO2+2e-+4H++SO42-= PbSO4↓+2H2O 充电时，阴极：PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-阳极：PbSO4↓-2e- + 2H2O = PbO2 + 4H++SO42- ；③锌-银钮扣电池锌为负极，氧化银为正极，KOH溶液为电解质溶液。
负极(Zn): Zn –2e-+ 2OH- = ZnO + H2O [电极上Zn–2e-=Zn2+,溶液中Zn2++2OH-=Zn(OH)2,Zn(OH)2= ZnO +H2O ] 正极(Ag2O): Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH- ;电池总反应Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag④燃烧电池利用可燃物与O2的反应开发的电源，燃料电池与普通电池的区别:不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时电极反应产物不断排出电池。
燃料电池的原料，除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
实验讲义- 原电池电动势、热力学函数的测定
原电池电动势实验三 原电池电动势的测定和应用一、实验目的1、掌握用电化学工作站测定原电池电动势的原理和方法。
2、了解电动势测定的应用。
二、实验原理可设计成原电池的化学反应，发生失去电子进行氧化反应的部分可作为阳极，发生获得电子进行还原反应的部分可作为阴极，两个半电池组成一个原电池。
电池的书写习惯是左方为负极，即阳极，右方为正极，即阴极。
符号“|”表示两相界面，液相与液相之间一般加上盐桥，以符号“￤￤”表示，。
如电池反应是自发的，则其电动势为正，等于阴极电极电势+E 与阳极电极电势-E 之差，即 -+-=E E E以铜-锌电池为例。
铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniell cell ），是一种典型的原电池。
此电池可用图示表示如下：)1(114-⋅=-kg mol a ZnSO Zn +⋅=-Cu kg mol a CuSO )1(124左边为阳极，起氧化反应Zn e a Zn 2)(12++其电极电势为)()(ln 22+---==Zn a Zn a F RT E E E θ阳 右边为阴极，起还原反应e a Cu 2)(22++ Cu其电极电势)()(ln 22+++-==Cu a Cu a F RT E E E θ阴 总的电池反应)(22a Cu Zn ++ Cu a Zn ++)(12原电池电动势)()(ln 2)(22++-+--=Cu a Zn a F RT E E E θθ=)()(ln 222++-Cu a Zn a F RT E θ θ-E 、θ+E 分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，)(2+Zn a 和)(2+Cu a 分别为 +2Zn 和+2Cu 的离子活度。
本实验所测定的三个电池为：1、原电池 饱和）()()(22K C l s Cl Hg l Hg - +⋅-)()01.0(33s Ag dm mol AgNO 阳极电极电势 )25/(106.72410.0//4/)(22-⨯-==--℃t V E V E H g s Cl H g阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag Ag Ag θ )25/(00097.0799.0//-⨯-=+℃t V E AgAg θ 原电池电动势 Hg s Cl Hg Ag Ag E Ag a FRT E E E E /)(/22)(ln -+=-=+-++θ2、原电池 )1.0()(3-⋅-dm mol KCl s AgCl Ag +⋅-Ag dm mol AgNO )01.0(33 阳极电极电势 )(ln /)(---=Cl a FRT E E Ag S AgCl θ )25/(000645.02221.0//)(-⨯-=℃t V E Ag S AgCl θ阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag Ag Ag θ 原电池电动势 [])()(ln /)(/+--++-=-=+Ag a Cl a F RT E E E E E Ag S AgCl Ag Ag θθ 其中 90.001.031=⋅±-γ的AgNO kg mol77.01.01=⋅±-γ的KCl kg mol稀水溶液中3-⋅dm mol 浓度可近似取1-⋅kg mol 浓度的数值。
电化学讲义
一对一个性化学案学生姓名：学案编号：常见酸碱盐溶液的电解规律(惰性阳极)电解反应类型电解质类型规律例PH变化溶液复原法电解水含氧酸实质电解水-- > H2 +O2电解稀H2SO4降低加 H2O 强碱溶液实质电解水-- > H2 +O2电解NaOH溶液升高加 H2O 活泼金属含氧酸盐实质电解水-- > H2 +O2电解Na2SO4溶液不变加 H2O电解质分解无氧酸酸---> H2 + 非金属2HCl==H2 + Cl2升高加 HCl 不活泼金属无氧酸盐盐---- > 金属 + 非金属CuCl2 = Cu + Cl2 ---- 加 CuCl2放氧生酸不活泼金属含氧酸盐盐+水--->金属+O2+酸2CuSO4+2H2O=Cu+O2+2H2SO4 降低加CuO（CuCO3）放氢生碱活泼金属无氧酸盐盐+水---> H2+非金属+碱2KCl+ 2H2O = H2+Cl2+2KOH 升高加 HCl1．下列各装置中都盛有0．1 mol·Lˉ1的NaCl溶液，放置一定时间后，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是（）①②③④A．③①④② B．①②④③ C．①②③④D．②①④③2．下列叙述正确的是( )A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B．氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2C．图中电子由Zn极流向Cu，盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液D．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O3.下列有关电化学的示意图中正确的是( )4．用铁丝、铜丝和CuSO 4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示则下列说法正确的是( ) A ．构成原电池时Cu 极反应为：Cu —2e ＝Cu 2+B ．构成电解池时Cu 极质量可能减少也可能增加C ．构成电解池时Fe 极质量一定减少D ．构成的原电池或电解池工作后就可能产生大量气体5．如图，将纯Fe 棒和石墨棒插入1 L 饱和NaCl 溶液中。
化学实验中的电化学实验
化学实验中的电化学实验电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，它在化学实验中扮演着重要的角色。
电化学实验是一种通过电流作用于化学体系进行实验研究的方法，可以用于分析物质的性质、反应机制以及合成新物质等。
本文将介绍电化学实验的基本原理、常见实验方法以及它们在化学研究中的应用。
一、电化学实验的基本原理电化学实验的基本原理是基于电解和电池的原理。
电解是指通过外加电压使电解液中发生化学反应，将化学能转化为电能的过程。
而电池则是通过化学反应产生电能的装置。
在电化学实验中，通过连接电解池和电池，我们可以通过观察电流的变化来了解电化学反应的特性和机理。
二、常见的电化学实验方法1. 电解实验电解实验是最常见的电化学实验之一。
它通过在电解池中通电，引发电解液中的化学反应。
常见的电解实验有电解水制氢气和氧气的实验，电解氯化钠制取氯气和氢氧化钠等实验。
这些实验可以通过观察电解液的气体产生、电极的气味变化等来揭示反应机制和产物性质。
2. 电化学分析实验电化学分析实验是应用电化学方法进行定量和定性分析的重要手段。
例如，电化学滴定法可以通过测定反应物的氧化还原电位来确定物质的浓度。
电化学分析实验也广泛应用于环境监测、食品安全检测等领域。
3. 电极制备实验电极是电化学实验的重要组成部分。
制备合适的电极材料对于实验结果的准确性和稳定性至关重要。
电极制备实验包括金属电极的沉积、碳纳米管电极的合成等。
这些实验可以通过改变电极材料和制备条件来探索电极性能的影响因素。
三、电化学实验在化学研究中的应用1. 电化学合成反应电化学合成反应是一种通过电流驱动化学反应进行合成的方法。
通过控制电流密度、反应时间等条件，可以实现对产物形态、结构和纯度的精确控制。
电化学合成反应在有机合成、材料合成等领域具有广泛应用。
2. 电化学催化电化学催化是指通过电流作用下改变化学反应速率和选择性的现象。
电化学催化在燃料电池、电解水制氢等领域发挥着重要作用。
通过电化学实验可以研究催化剂的性能、反应机制以及提高催化性能的方法。
电化学讲义
题型四电化学考情分析五年大数据分析在2021年高考中，对于电化学的考查将继续坚持以新型电池及电解应用装置为背景材料，以题干（装置图）提供电极构成材料、交换膜等基本信息，基于电化学原理广泛设问，综合考查电化学基础知识及其相关领域的基本技能，包括电极与离子移动方向判断、电极反应式书写、溶液的酸碱性和pH变化、有关计算及其与相关学科的综合考查等。
预测以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型，因为二次电池不仅实现电极材料循环使用，符合“低耗高效”的时代需求，而且命题角度丰富，便于同时考查原电池和电解池工作原理；含有离子交换膜的电解池设问空间大，便于考查考生的探究能力。
回归教材教材知识体系（对照一轮资料认真梳理）知识迁移能力（回归课本探寻问题本源练就“吓不死”神功）课本原图陌生装置图电池类型燃料电池电解池二次电池金属腐蚀完成习题后自己补充一下如何识破“纸老虎”在教材中找到问题本源并解决解题策略总体思路：什么池→什么极→什么反应→什么现象→电子离子流向→相关计算。
一、电极判断原电池：电解池二、盐桥的组成和作用（1）盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
（2）盐桥的作用：Ａ．连接内电路，形成闭合回路；Ｂ．平衡电荷，使原电池不断产生电流。
（3）一室电池缺点：由于氧化剂与还原剂直接接触，工作一段时间后，锌片表面观察到有少量红色铜析出，说明锌片表面存在腐蚀电流，该电池的效率不高，电池不工作时，锌片继续被氧化，使得该电池的可贮存时间不长。
（4）双室盐桥电池优点：利用盐桥防止氧化剂与还原剂直接接触，提高电池效率，延长电池的可贮存时间。
三、多室电解池（IE班一轮复习时编写的微专题，很有用很重要）多室电解池是利用离子交换膜将电解池隔成多个极室，借助离子交换膜的选择透过性，自动把产品分离开，得到的目标物质更加纯净，降低分离提纯的成本。
但多室电解池因交换膜多，离子转移复杂，进出物质种类繁多等因素，导致学生常常分析混乱。
物理化学下册第七章电化学讲义
m n M z Q F M 2 2 9 0 6 A 5 0 0 2 C 0 m m in o l 1 6 3 .5 g .m o l 1
=7.898gLeabharlann (2) 阳极反应：2Cl- − 2e-→Cl2
n(Cl2)n(Cu)
V n R T 0 .1 2 4 4 m o l 8 .3 1 5 Jm o l 1K 1 2 9 8 K
即：Q＝Q＋＋Q－
或： I＝I＋＋I－
而： 正离子的运动速度v+ 负离子的运动速度v － QQ ， I I
通电 t 时间后，两极附近溶液浓度不同
23 23
§7.2 离子迁移数
离子B的迁移数（transference number）：离子B所
运载的电流与总电流之比，用符号tB表示。
def
tB
IB I
如果溶液中只有一种电解质，则：
t t 1
25
电迁移过程示意图
通电前(a): 各区均含有6mol阴离子(-)和阳离子(+) 通电4F电量 : 电极反应(b)：阴, 阳极分别发生4mol电子还原及氧化反应。
溶 液 中(c)：若υ+=3υ- 中间区电解质物质的量维持不变 阴极区电解质物质的量减少1mol 阳极区电解质物质的量减少3mol
物理化学
Electrochemistry
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本章基本要求
1 了解电化学研究的主要内容，掌握电解质溶液的导电机理、 法拉第定律、电化学基本概念与术语（电解池、原电池、 阴极、阳极）。
2 掌握电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率、极限摩尔 电导率的概念，掌握电导的测定和电导率、摩尔电导率的 计算，掌握离子独立运动定律及与离子摩尔电导率的关系， 了解无限稀释时离子迁移数、离子的摩尔电导率和离子电 迁移率的关系。
电化学实验讲义2010版
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3 ． 计 时电流 ( 电 量 ) 法 计 时 电 流 (电 量 )法 是 一 种 控 制 电 位 的 暂 态 技 术 ， 电 位 是 控 制 的 对 象 ， 电 流 (电 量 )是 被 测 定 的 对 象 ， 记 录 的 是 i–t或 Q–t曲 线 。 当 在 电 极 上 加 一 突 然 的 电 位 阶 跃 ，阶 跃 范 围 由 还 原 波 前 ( 或 氧 化 波 后 ) 某 一 电 位 变 到 远 于 还 原 波 后 ( 或 氧 化 波 前 ) 的 另 一 电 位 时 ，所 引 起 的 法 拉 第 电 流 i f 和 充 电 电 流 i c 可 用 Cottrell 方 程 表 示 ：
nFAD 1 / 2 c i if ic ic (t ) 1 / 2
该 式 即 为 计 时 电 流 法 的 Cottrell 方 程 。 将 上 式 积 分 得
Q
2 nFAD 1 / 2 t 1 / 2 c
此 式 即 为 计 时 电 量 法 的 Conrell 方 程 。 式 中 Q dl 为 双 电 层 的 电 量 。 作 i – t –1/2 或 Q – t 1/2 关 系 曲 线 应 为 直 线 ， 根 据 斜 率 可 求 得 电 极 反 应 物 的 扩 散 系 数 D。
1．峰电流、峰电势与浓度的关系
设定扫描速度为 0.10 V s1， 在+ 0.6 0.0 V 的电势范围内记录各个不同浓度 溶液的循环扫描伏安图。读取有关参数填入表 1。
Epc 阴极峰 i → 阴极电流
解池。 参比电极常有饱和甘汞电极和
Ag/AgCl 电极等，辅助电极为铂丝，
工作电极有铂电极、 玻碳电极和悬汞 电极等。 在循环伏安的测量中， 将三 角波扫描电势信号(相对于参比电极)
电化学基础讲义
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （化学方程式）
2、原电池反应原理
电子：负极→正极
①粒子流向
电流：正极→负极 溶液中阴离子→负极
溶液中阳离子→正极
负极：氧化反应
②电极 反应
活泼金属失电子变阳离子 正极：还原反应
溶液中离子得电子
总反应：负极金属与电解液的离子反应
3、化学电池的反应本质
氧化还原反应 原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化、还原两个反应在负、正两极 同时不同地进行，正负两极上进出电子总数相等。
锂电池：
可充电的绿色电池
负极：
锂
应用：
常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中， 此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。
三、燃料电池
1、燃料电池的构成
燃料
电解质
O2
电解质溶液 ： KOH等强碱、 H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液
溶液
电极材料 ：多孔性镍、铂
2、燃料电池的电极反应的书写
①先写总反应：燃料在氧气中的燃烧
(∨)
总反应：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
负极： Fe－2e－＝Fe2＋
⑤
正极： Cu2＋＋2e－＝Cu
(∨)
总反应：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
⑥ (×)
负极： Zn－2e－＝Zn2＋
⑦
正极： Cu2＋＋2e－＝Cu
(∨)
总反应：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu
2、银锌纽扣电池
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极： Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
电化学讲义
一、原电池基础知识：形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。
池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。
原 电极反应方程式：电极反应、总反应。
理氧化反应 还原反应反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。
PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 4+2H 2O1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点：电压稳定。
Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池锂电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时燃料 电极反应产物不断排出电池。
电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH -失e -,沿导线传递，有电流产生化学电源简介放电充电放电③、氢氧燃料电池：总反应：O2 +2H2 =2H2O特点：转化率高，持续使用，无污染。
实验讲义--脉冲、方波、线扫、循环伏安
脉冲技术实验八水中铅、镉离子的电化学检测一、实验目的1、学会用脉冲技术测定微量离子的方法；2、熟悉电化学工作站的使用方法一、实验原理差分脉冲极谱法又称为微分脉冲极谱法，它施加于电化学池的电压和时序关系如图所示。
（a）（b）工作电极的电位首先保持在E i，维持τ`秒，此时不发生电极反应，没有法拉第电流流过。
在τ`秒时，电极电位突然阶跃至E值，维持40—60ms。
在加脉冲期间，在脉冲末期一预定时刻τ开始记录通过电化学池的电流。
脉冲结束时工作电极电位又回复到起始电位，开始下一个脉冲周期。
每个周期的电极电位保持在E i的时间及加脉冲的时间，采样电流的时间和脉冲结束的时间完全相同，仅脉冲电压较前一周期增加△EmV。
记录电流的方法有两种，一是在加脉冲后的预定时刻τ至脉冲结束前的一极短时间间隔内记录电流的积分值，由此称为积分极谱。
二是加脉冲后的时间τ的电流和加脉冲前瞬间(τ`)的电流的差值。
LK2006A 型记录电流的方式为后者。
二、仪器与试剂仪器LK2006A电化学工作站（天津兰力科化学电子高技术有限公司）；三电极体系：工作电极为银基汞膜电极或已镀好汞膜的玻碳电极，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂片电极。
试剂 1.00×10-3 mol·L-1Cd2+标准溶液，1.00×10-3 mol·L-1Pb2+标准溶液，4mol·L-1盐酸。
四、实验步骤1、汞膜电极用湿滤纸沾去污粉擦净电极（银丝）表面，用蒸馏水冲洗后浸入1:1HNO3中，待表面刚变白后立即用蒸馏水冲洗并沾汞。
初次沾汞往往浸润性不良，可用干滤纸将沾有少许汞的电极表面擦匀擦亮，再用1：1HNO3把此汞膜溶解，蒸馏水洗净后重新涂汞膜。
每次沾涂一滴汞（约4～5mg），涂汞需在Na2SO3除O2的氨水中进行。
新制备的汞膜电极应在0.1mol/L KCl（Na2SO3除O2）中于-1.8V（vs.Ag/AgCl电极）阴极化并正向扫描至-0.2V，如此反复扫描3次左右后电极便可使用。
电化学实验讲义
电化学实验讲义电化学分析实验浙江树人大学生物与环境工程学院二O一二年九月编写：李成平实验一皮蛋的pH值测定一、实验目的1.了解电位法测定pH的原理2.了解pH计的使用方法及性能3.掌握电位法测定pH值的实验技术二、实验原理制做皮蛋（松花蛋）的主要原料为：鸭蛋、纯碱、石灰等。
在一定条件下，经过一定周期即制得皮蛋。
此时由于碱的作用，形成了蛋白及蛋清凝胶。
测定皮蛋水溶液的pH值时，由玻璃电极作为氢离子活度的指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，它们与待测液（皮蛋水溶液）组成工作电池，其电池可表示为：Ag，AgCl│HCl(0.1mol/L)│玻璃膜│试液∥KCl(饱和)│Hg2Cl2，Hg 电池电动势在不考虑液体接界电位及不对称电位时，可表示为：E 电池= E SCE - E G而E G = E AgCl/Ag + K - 0.0592pH= E SCE– K - E AgCl/Ag+ 0.0592pH∴E电池令E SCE– K - E AgCl/Ag = K，，则上式为：E电池= K，+ 0.0592pHK，为常数，包括不对称电位，液接电位及内外参比电极电位。
这样通过测定电池的电位即可确定溶液的pH。
本实验测定步骤为：先用pH 已知的标准缓冲溶液定位，使酸度计指示该溶液的pH值。
经过校正定位后的酸度计，即可用来直接测定水样的pH值。
其测定方法可用标准曲线法或标准加入法。
在测试中，pH范围应用pH缓冲液定值在5~8。
对于干扰元素（Al、Fe、Zr、Th、Mg、Ca、Ti及稀土）通常可用柠檬酸，EDTA，DCTA，磺基水扬酸等掩蔽。
阴离子一般不干扰测定。
加入总离子强度调节缓冲剂能控制酸度，掩蔽干扰，调节离子强度。
三、仪器与试剂1.仪器pHS-4型酸度计；甘汞电极、pH玻璃电极；磁力搅拌器；组织捣碎机。
2.试剂pH标准缓冲溶液。
四、实验操作1.试样处理：将皮蛋洗净、去壳。
按皮蛋∶水的比例2∶1加入水，在组织捣碎机中捣成均浆。
电化学工作站实验讲义
实验6 K 3Fe(CN)6溶液循环伏安曲线测定与分析一、 实验目的1． 仔细阅读理解本讲义和相关资料，掌握循环伏安法的基本原理和测量技术。
2． 通过对[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-体系的循环伏安测量，了解如何根据峰电流、峰电势及峰电势差和扫描速度之间的函数关系来判断电极反应可逆性，以及求算有关的热力学参数和动力学参数。
二、 实验原理1. 循环伏安法简介循环伏安法（Cyclic V oltammetry ，简称CV ）往往是首选的电化学分析测试技术，非常重要，已被广泛地应用于化学、生命科学、能源科学、材料科学和环境科学等领域中相关体系的测试表征。
CV 测试比较简便，所获信息量大。
通过电化学工作站（或恒电势仪），使电极电势(φ或E)在一定范围内以恒定的变化速率扫描。
电势扫描讯号如图1a 所示的对称三角波。
电极电势从起始电势i ϕ变化至某一电势r ϕ，再按相同速率从r ϕ变化至i ϕ，如此循环变化，同时记录相应的响应电流。
有时也采用单向一次扫描讯号（从i ϕ到r ϕ）而得到单程扫描曲线称为线性扫描伏安法（Linear Scan V oltammetry ，简称LSV ）。
图1循环伏安法输入信号(a)，所测定的循环伏安曲线(b)若电极反应为O + e - → R ，反应前溶液中只含有反应粒子O 、且O 和R 在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势0平ϕ正得多的起始电势i ϕ处开始作正向电势扫描，电流响应曲线则如图1b 所示。
开始时电极上只有不大的非法拉第电流（双电层充电电流）通过。
当电极电势逐渐负移到0平ϕ附近时，O 开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。
由于电势越来越负，电极表面反应物O 的浓度必然逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。
当O 的表面浓度下降到近于零，其向表面的物质传递达到一个最大速度，电流也增加到最大值。
即在图中出现峰值电流I pc ，然后由于电极表面O 的扩散速度赶不上电荷转移速度使电流逐渐下降。
电化学原理实验讲义
金属材料的电化学性能测试综合实验说明：030303 电化学原理，54学时，其中实验课12学时，第五学期。
电极电位及极化曲线测量是电化学实验中常用的两种手段，熟悉实验设备和测试方法，并对具体材料的电化学性能进行测量，对于加深课堂基础知识的理解非常重要。
一、实验目的通过测量金属材料的电极电位、极化曲线，了解材料的电化学性能及其影响因素。
二、实验内容及方案NaCl分子量58.5，NaOH分子量为40FeSO4·7H2O分子量278；FeSO4分子量152CuSO4·5H2O分子量250；CuSO4分子量16020°C时FeSO4·7H2O溶解度48克（含FeSO426.24克），0.1mol/L的FeSO4溶液配比：2.78g FeSO4·7H2O+99ml水20°C时CuSO4·5H2O溶解度32克（含CuSO420.48克），0.1mol/L的CuSO4溶液配比：2.5g CuSO4·5H2O+99ml水1、电解池设计和安装a)电解质溶液的选择：选择2～3种电解质溶液体系。
b)研究电极的确定：选择2～3种金属材料作为研究对象。
c)参比电极的确定：本实验所用参比电极为饱和甘汞电极，查表确定参比电极的氢标电位。
d)辅助电极的选择：根据实验条件选择在所用的电解质溶液中不发生反应的材料作为辅助电极，本实验所用辅助电极为石墨电极。
e)组成电解池：配制电解质溶液、并连接导线。
2、电极电位的测量a)自选两种以上不同材料的研究电极，测试所选电极在相应的电解质溶液中的电极电位。
可选体系：Fe-FeSO4，紫铜-CuSO4，黄铜-CuSO4，溶液浓度0.1mol/L。
b)测试2～3种不同材料的研究电极在同一种电解质溶液中的电极电位。
可选电极材料：Q235，紫铜，黄铜；可选介质：FeSO4,CuSO4,浓度0.1mol/L ，NaCl，溶液浓度1%。
电化学实验讲义2012
应用化学（工）专业技术实验指导书（电化学方向）天津大学化工学院应用化学（工）实验中心二○一二年二月目 录实验一电解池和电极 (2)实验二氯化银电极的制备 (6)实验三稳态恒流法阴极极化曲线的测量 (9)实验四稳态恒电位法测量金属阳极极化曲线 (12)实验五三角波电位扫描法研究氢和氧在铂电极上的吸附行为 (15)实验六恒电位阶跃法测量电极真实表面积 (19)实验七恒电流方波法测量化学电源的内阻 (21)实验八交流阻抗法测量电极过程的交换电流 (25)实验九恒流暂态法测定电化学反应的动力学参数 (30)实验十线性极化法测量金属腐蚀速率 (36)实验十一电合成聚苯胺 (38)实验十二* 开放性实验 (41)附录1 甘汞电极相对标准氢电极的电极电位附录2 线性极化技术中B的文献值附录3 25℃下常用电极反应的标准电极电势参考文献实验一电解池和电极一、实验目的了解电解池的结构；掌握电极等主要部件的安装技巧；了解影响测量准确性的主要因素和解决方法。
二、实验原理电解池的结构和电极的安装对电化学测量有很大影响，因而是电化学测试中非常重要的环节。
（1）设计和安装电解池应考虑的因素1. 便于精确地测定研究电极的电位。
为此，除了电流非常小（< 0.1 mA）的情况，所有的实验都应采用三电极电解池。
为了减小溶液的欧姆电压降对电位测量和控制的影响，应采用鲁金毛细管与参比电极联接，鲁金毛细管的位置必须选择适当。
极化测量时，有电流通过电解池。
因此，溶液中各点到研究电极的电位降就不同。
如图1-1所示，鲁金毛细管口的位置不同，测得的研究电极电位就不同。
因为研究电极与参比电极的鲁金毛细管口之间，由极化电流和这段溶液电阻引起的欧姆电位降，将附加到测量或控制的电位中去，造成误差。
鲁金毛细管口应尽量靠近电极表面。
但是，如果鲁金毛细管口无限靠近研究电极表面，则将使该处电极表面的电力线受到屏蔽，而且改变了该处溶液的对流情况，也会歪曲实验结果。
电化学专业实验讲义2014
实验二
交流阻抗法测定腐蚀体系的电化学参数
一、实验目的 l、 掌握交流阻抗研究方法的原理， 了解电极复阻抗测量的多种测试技术。 2、学习 CHI660 的使用方法。 3、掌握不同体系的交流阻抗图谱。 二、实验原理 交流阻抗法， 就是用小幅度正弦交流信号(一般小于 l 0 m V)扰动电解池， 并观察体系在稳 态时对扰动的跟随情况，同时测量电极的阻抗。描述阻抗随频率变化的方法用复数平面图 （Nyquist 图） ，每一点表示某个特定频率下阻抗矢量的实部与虚部。也可用 Bode 图表示，包 括幅频特性曲线和相频特性曲线。一般说来， 电极体系的阻抗不是纯电阻，而且其数值和相 位都随交流电的频率而变， 因而是与频率有关的复阻抗。以复数的形式给出电极在一系列频 率下的阻抗， 即激励信号和电极体系的响应随频率而变化， 阻抗的这种测量方法为频域测量。 如果对电极体系施加激励信号，测量响应随时问的变化，然后变换成响应随频率变化， 这种
目 录
绪 论 ..................................................................................................................................................2 金属腐蚀速度的电化学测试技术.......................................................................................4 交流阻抗法测定腐蚀体系的电化学参数...........................................................................7 活化-钝化金属阳极极化曲线的测量 ...............................................................................10 孔蚀电位的测定 ..............................................................................................................13 循环伏安法研究铁氰根离子电化学反应的可逆性 .........................................................15 电偶腐蚀中电位序的测定.................................................................................................18 超级电容器用聚苯胺电极的制备及电容特性研究 .........................................................21 恒电量法测不锈钢在淡水中的 Rp 和 Cd ........................................................................24 氧还原反应动力学参数的测定.........................................................................................28 铬镍不锈钢晶间腐蚀的评定方法.....................................................................................31
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电化学实验讲义浙江树人大学生物与环境工程学院二O 一二年九月编写:李成平实验一皮蛋的pH 值测定一、实验目的 1. 了解电位法测定pH 的原理 2. 了解pH 计的使用方法及性能 3. 掌握电位法测定pH 值的实验技术二、实验原理制做皮蛋(松花蛋)的主要原料为:鸭蛋、纯碱、石灰等。
在一定条件下 ,经过一定周期即制得皮蛋。
此时由于碱的作用,形成了蛋白及蛋清凝胶。
测定皮蛋水溶液的pH 值时,由玻璃电极作为氢离子活度的指示电极, 饱和甘汞电极作为参比电极,它们与待测液(皮蛋水溶液)组成工作电池, 其电池可表示为: Ag,AgCl?HCl(0.1mol/L)?玻璃膜?试液?KCl(饱和)?Hg 2 Cl 2 ,Hg 电池电动势在不考虑液体接界电位及不对称电位时,可表示为: E 电池 = E SCE - E G 而E G = E AgCl/Ag + K - 0.0592pH ?E 电池 = E SCE - K - E AgCl/Ag + 0.0592pH令E SCE - K - E AgCl/Ag = K , ,则上式为: E 电池 = K , + 0.0592pH K , 为常数,包括不对称电位,液接电位及内外参比电极电位。
这样通过测定电池的电位即可确定溶液的 pH。
本实验测定步骤为:先用 pH 已知的标准缓冲溶液定位,使酸度计指示该溶液的pH 值。
经过校正定位后的酸度计,即可用来直接测定水样的pH 值。
其测定方法可用标准曲线法或标准加入法。
在测试中,pH 范围应用pH 缓冲液定值在5~8。
对于干扰元素(Al、Fe、Zr、Th、Mg、Ca、Ti 及稀土)通常可用柠檬酸,EDTA, DCTA,磺基水扬酸等掩蔽。
阴离子一般不干扰测定。
加入总离子强度调节缓冲剂能控制酸度,掩蔽干扰,调节离子强度。
三、仪器与试剂 1. 仪器 pHS-4 型酸度计;甘汞电极、pH 玻璃电极;磁力搅拌器; 组织捣碎机。
2. 试剂 pH 标准缓冲溶液。
四、实验操作 1. 试样处理:将皮蛋洗净、去壳。
按皮蛋?水的比例2?1 加入水, 在组织捣碎机中捣成均浆。
2. 测定:称取匀浆样15g(相当于样品10g),加水搅匀,稀释至150ml, 用双层纱布过滤,取此滤液50ml 放到酸度计上测取读数。
五、数据处理平均值pH =(pH 1 + pH 2 + )/ N 平均偏差σ = ?(pH i -pH)/ N 六、问题讨论 1. 在测试中为什么强调试液与标准缓冲溶液的温度相同 2.在pH 测定时,用标准缓冲溶液定位的目的是什么标准缓冲溶液可否重复使用 3. 怎样开机鉴定酸度计是否正常 4. 在测试中,试液搅拌,不搅拌有何不同实验二饮用水中氟含量的测定--工作曲线法一、目的要求 1. 巩固离子选择性电极法的理论知识。
2. 了解用氟离子选择性电极测定水中微量氟的原理和方法。
3. 了解总离子强度调节缓冲溶液的意义和作用。
4. 学会标准曲线法测定水中微量氟离子的方法。
5. 练习使用PHS-4 型酸度计测量水中的pF 值。
二、方法原理氟是人体必须的微量元素,摄入适量的氟有利于牙齿的健康。
但摄入过量对人体有害,轻者造成斑釉牙,重者造成氟胃症。
测定溶液中的氟离子,一般由氟离子选择性电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极。
它们与待测液组成电池。
可表示为:Ag,AgCl?NaF(0.1mol/L),NaCl(0.1mol/L)?LaF 3 电极膜KCl(饱和)? Hg 2 Cl2 ,Hg 其电池电动势为: E 电池 = E SCE - E F而E F = E AgCl/Ag + K - 因此E 电池 = E SCE - E AgCl/Ag - 令K , = E SCE - E AgCl/Ag - K 可得 E 电池在25?时,E 电池??示为: E 电池 = K , + 0.0592lg- 0.0592 pF 式中K , 为含有内外参比电极电位及不对称电位的常数。
pF 为F - 浓度的负对数。
这样通过测定电位值,便可得到pF 的对应值。
本实验采用工作曲线法:配制一系列已知浓度的含 F - 标准溶液,加入总离子强度调节缓冲剂,得相应的E 值,作E-pF 工作曲线。
未知样品测得E 值后,在工作曲线上查出对应的pF,即得分析结果。
当F 离子浓度在 10 -1 ~10 -5 mol/L 范围内时,氟电极电位与 pF成直线关系,可用标准曲线法或标准加入法进行测定。
氟电极只对游离的F - 有响应,在酸性溶液中,H + 与部分F - 形成HF或HF - 2 ,会降低F - 的浓度。
在碱性溶液中,LaF 3 薄膜与OH - 发生交换作用而使溶液中F - 浓度增加,因此溶液的酸度对测定有影响,电极适宜于测定的 pH 值范围为5~7。
氟电极的最大优点是选择性好。
除能与F - 生成稳定络合物或难溶沉淀的元素(如Al、Fe、Zr、Th、Ca、Mg、Li 及稀土元素等)会干扰测定外, 10 3 倍以上的Cl - 、Br - 、HCO 3 - 、NO 3 - 、Ac - 、C 2 O 4 2- 等阴离子均不干扰。
加入总离子强度调节缓冲剂,可以起到控制一定的离子强度和酸度,以及掩蔽干扰离子等多种作用。
三、试剂与仪器 1. 100μ g(微克)/mLF - 标准贮备液将分析纯试剂NaF 在120? 下烘干两小时,冷却称取0.2210g 溶于去离子水中,转入1000mL 容量瓶中,稀释至刻度,贮于聚乙烯瓶中。
2. 10μ g /mLF - 标准稀释液吸取贮备液10.00mL 于100mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度。
3. 总离子强度调节缓冲液于1000mL 烧杯中,加入500mL 去离子水和57mL 冰HAc、58 g NaCl、12 g Na 3 C 6 H 5 O 7 ?2H 2 O(柠檬酸钠), 搅拌至溶解。
将烧杯放在冷水浴中,缓缓加???6mol / L NaOH 溶液,直至 pH 值在5.0~5.5 之间(约125mL,用pH 计检查),冷至室温,转入1000 mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度。
4. 0.1%溴甲酚绿溶液。
5. 1 mol / L HNO 3 溶液。
6. 2 mol / L NaOH 溶液。
7. pHS-4 型酸度计。
8. pF-1 型氟离子选择性电极,232 型甘汞电极。
9. 电池搅拌器。
四、测定步骤 1. 氟电极的准备氟电极使用前,在纯水中浸泡数小时或过夜,或在 10 -3 mol/ L NaF 溶液中浸泡1~2 小时,再用去离子水洗到空白电位。
2. 标准曲线法 (1)吸取10ug/mLF - 标准稀释液0.00、0.25、0.50、0.75、1.00 、2.00、 3.00、4.00mL,分别放入六个50mL 容量瓶中,加入0.1%溴甲酚绿溶液1 滴,加2mol/L NaOH 溶液至溶液由黄变蓝,再加1mol/L HNO 3 溶液至恰变黄色。
加入总离子强度调节缓冲溶液10mL,用去离子水稀释至刻度, 摇均,即得F - 溶液的标准系列。
(2)???标准系列溶液由低浓度到高浓度依次转入塑料烧杯中,插入氟电极及参比电极,用电磁搅拌器搅拌4 分钟后,停止搅拌半分钟,开始读取平衡电位,然后每隔半分钟读一次数,直到3 分钟不变为止,并将结果填入下表: 容量瓶编号 0 1 2 3 4 5 c*ug/mL 0.00 0.10 0.200.40 0.60 0.80 mv 以氟离子浓度c(ug/mL)为横坐标,相应的mv 数为纵坐标在半对数坐标纸上作图,即得标准曲线。
或在普通坐标上,作mv-pF 图。
(3) 吸取含氟量9 时会出现什么情况。
3. 总离子强度缓冲剂中的柠檬酸钠是起什么作用的。
4. F - 电极在使用前强调其在纯水中的电位值为-340mV 左右是什么意思A 3 *1000 m 3 *1000 CsVs Vx 实验四电位滴定一、实验内容:以KMnO 4 溶液滴定Fe 2+ 溶液。
二、实验目的:熟悉电位滴定法的操作。
三、仪器及药品pHS-4 型酸度计微量定滴管 216 型铂电极 100ml 量筒 217 型带盐桥套管的甘汞电极 0.02 mol/L KMnO 4 标准溶液电磁搅拌器 0.01 mol/L FeSO 4 待测液移液管25ml 10%的H 2 SO 4 四、操作过程 1、准确吸取25 毫升FeSO 4 待测液于250ml 烧杯中,以10%H 2 SO 4 稀释至 100 毫升。
2、铂电极预处理,将铂电极浸在热的浓硝酸中数分钟,然后蒸馏水冲洗干净,给甘汞电极的盐桥管里充注饱和KCl 溶液。
3、电位计,采用pHS-4 型酸度计。
当仪器的"pH-MV"开关指在+MV 档时,pHS-4 型酸度计就成为一台高输入阻抗的毫伏计。
4、插入电极时,甘汞电极接入玻璃电极插孔,铂电极接入接线柱上。
5、开始搅拌,按下读数开关,读出指示值。
6、加入KMnO 4 1.00 毫升,测电动势,记录。
如此连续操作。
7、当电动势变化较大时,改为每加0.10ml 滴定剂读一次电位值。
五、计算 1、运用二阶微商法求出终点体积。
2、计算待测液的溶度。
六、讨论 1、写出滴定反应的方程式,铂电极是否参与反应此时铂电极属于哪种类型的电极 2、通过实验操作,你体会电位滴定法有哪些特点(与指示剂法比较)。
实验五库仑滴定测定V C 片中V C 的含量一、实验目的 1、学习和掌握库仑滴定法的基本原理。
2、学习库仑滴定仪的使用和滴定操作。
3、学会用???仑滴定法测定V C 的方法。
二、实验原理库仑滴定法是建立在控制电流电解法基础上的一种准确而灵敏的分析方法,常用于微量组分及痕量组分的物质测定。
与待测物质起定量反应的"滴定剂"是由辅助电解质在工作电极上发生电极反应而产生的,其滴定终点借指示剂或电化学方法指示。
根据滴定终点时所耗电量,由法拉第电解定律计算出产生"滴定剂"的量,从而计算出被测物质的量。
本实验是恒电流库仑滴定法是以强度一定的电流通过电解池,通过阳极电极反应电解电解液中的KI,产生滴定剂I 2 ,I 2 与被测样品中Vc发生定量化学反应,用双指示电极电流法确定滴定终点。
当被测物质作用完后,指示灯亮,记录滴定终点时电解所消耗的电量,根据法拉第定律计算 Vc 含量。
W=QM/nF M:Vc 分子量(176.13),Q:消耗电量mQ, n:电子数(2.00), F:法拉???常数(96485C/mol),W:样品中Vc 质量mg。
库仑法: 滴定过程的反应可表示为: 阳极反应:2I--2e=I 2 阴极反应:I 2 +2e=2I - 化学反应:抗坏血酸+I 2 =脱氢抗坏血酸+2I - +2H + 三、仪器与试剂仪器 KTL-1 型通用库仑仪(江苏电分析有限公司), GSP-805 型圆盘搅拌器(江苏电分析仪器电子设备分厂) 试剂配制 1、1mol/L 碘化钾溶液的配制: 称取83.005 克碘化钾定容于500ml 容量瓶中。