电位法和永停滴定法 PPT课件
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电位分析法：用一指示 电极和一参比电极与试 液组成电化学电池，在 零电流条件下测定电池 的电动势，依此进行分 析的方法。包括：直接 电位法和电位滴定法。
电位滴定法
三、电化学分析法的特点
准确度高，重现性和稳定性好；
不受溶液颜色、浑浊度的干扰；
灵敏度高，10-4～10-8mol/L
10-10 ～10-12 mol/L（极谱，伏安） 选择性好 应用广泛（常量、微量和痕量分析）
原电池与电解池的比较
原电池 化学能转变为电能 电极反应可自发进行 负极Zn （电子流出 的极） 氧化反应 电解池 电能转变为化学能
作用 条件 电极 名称 电极 反应 电子流 动方向
电极反应需在外电流作用下 被迫进行 正极Cu 阴极Zn 阳极Cu （电子流入 （与电源负 （与电源正 的极） 极连接） 极连接） 还原反应 还原反应 氧化反应
(1) 产生原因： 由于浓度或组成不同的两种电解质溶液接触时，
正负离子的扩散速度不同，破坏了界面附近原来溶
液正负电荷分布的均匀性而产生的电位差。
(2) 消 除： 用盐桥连接两种电解质溶液可使液接电位 减至最小。提供离子迁移通道, 达到消除
液接电位
wk.baidu.com
盐桥
组成：3％琼脂的高浓度KCl（或NH4Cl） 作用：沟通两个半电池、消除液接电位、 保持其电荷平衡 机理：高浓度的K+和Cl－的扩散速率几乎 相等，同时两个液接电位方向相 反，可相互抵消，使液接电位很小 （1～2mV）
二、化学电池 (Chemical cell)
（一）基本概念
1 、化学电池定义：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 1) 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
方迁移到另一方
3) 发生电极反应或电极上发生电子转移。
3、电池分类： 根据电解质的接触方式不同，可分为: A) 无液接电池：两电极共同一种溶液。 B) 有液接电池：两电极分别与不同溶液接触。 根据能量转换方式亦可分为两类： A)原电池 (Galvanic or voltaic cell)：化学能—电能 （自发进行）应用：直接电位法，电位滴定法 B)电解池 (Electrolytic cell)：电能——化学能
( ) ( ) 液接
（四）电解池： （阳）Cu ︱Cu2+(1mol/L)‖ Zn2+(1mol/L)︱Zn （阴） 电极反应——外加电压
（阴极）Zn极 （阳极）Cu极 Zn2+ + 2e Cu - 2e Zn Cu 2+ （还原反应） （氧化反应）
电池反应
Zn2+ + Cu Zn + Cu 2+ （被动氧化还原反应）
电位
电解
电导
伏安
离子活度 电极电位 直 接 电 位 法
待测离子 电解池 电 库 库 重 仑 仑 量 法 滴 法 定 法
溶液电导 or 电导改变
电流
电位 极 溶 电 谱 出 流 法 法 滴 定 法
电 位 滴 定 法
直 接 电 导 法
电 导 滴 定 法
电位分析法 (potentiometry analysis method)
（三）原电池：
Daniel 电池——铜锌电池结构
(－) Zn︱Zn2+( c1 )‖ Cu2+ ( c2 ) ︱Cu (+) 电极反应
（-）Zn极 Zn – 2e （+）Cu极 Cu2+ + 2e Zn2+ Cu （还原反应）
（氧化反应）
电池反应
Zn + Cu2+ 原电池电动势 Zn2+ + Cu （氧化还原反应）
仪器设备简单，易于实现自动化。
§9－2 电位法的基本原理
一、几个概念 二、化学电池
一、几个概念
1. 相界电位：两个不同物相接触的界面上的电 位差。 2. 金属的电极电位 (electrode potential)：金属 插入含该金属的电解质溶液中产生的金属与溶 液的相界电位，称为该金属的电极电位。
Zn → Zn2+
双电层
动态平衡
稳定的电位差
+ + + + + +
-
-
+ + + + + +
-
+ + + + + +
+ + + + + +
-
溶 解
沉 积
金属的电极电位产生原理：
IHP
OHP
扩散层（δ）
3. 液接电位 (liquid-junction potential)：两个组成或 浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微 小电位差，称为液体接界电位 (简称液接电位)。
它通常是使待分析的试样溶液和适当的电 极构成一化学电池（原电池或电解池），然后 根据所组成电池的某些物理量（如电极间的电 位差、通过电解池的电流等）与其化学量之间 的内在联系进行测定。
二、分类
根据所测电池的电物理量性质不同分为 （1）电导分析法 （2）电解分析法 （3）电位分析法：直接电位法，电位滴定法 （4）伏安法
电位法和永停 滴定法
§9－1 电化学分析概述
氧化还原滴定方法是如何进行定量？ 其中的电信息能否利用？ 如何实现利用？
迈克尔·法拉第 英国物理学家 化学家
能斯特 德国物理化学家 海洛夫斯基 捷克斯洛伐克化学家
一、电化学分析 (Electrochemical analysis) 根据电化学原理和物质所呈现的电化 学性质建立的分析方法。
由负极流向正极(Zn Cu)
由阳极流向阴极(Cu Zn)
§ 9－ 3
电位法的电极
一、电位法的理论基础
理论基础：能斯特方程(电极电位与溶液
中待测离子间的定量关系)
Ox＋ne－
φ=φ
O Ox/Red
Red
a Ox RT + ln nF a Re d
能斯特方程：
aox aox 2.303RT 0.059 lg lg nF ared n ared
（二）电池的表示形式与电池的电极反应
1、书写电池式的规则：
（ 1 ）左边电极进行氧化反应，右边电极进行还 原反应。 （ 2 ）电极的两相界面和不相混的两种溶液之间 的界面，都用单竖线“︱”表示。当两种溶液通
过盐桥连接时，已消除液接电位时，则用双竖线
“‖”表示。
（3）电解质位于两电极之间。
（4）气体或均相电极反应，反应本身不能直接作电 极，要用惰性材料作电极，以传导电流，在表示图 中要指出何种电极材料（如Pt, Au, c等）。 （5）电池中的溶液应注明浓（活）度，如有气体则 应注明压力，温度，若不注明系指摄氏25oC和1大 气压。
电位滴定法
三、电化学分析法的特点
准确度高，重现性和稳定性好；
不受溶液颜色、浑浊度的干扰；
灵敏度高，10-4～10-8mol/L
10-10 ～10-12 mol/L（极谱，伏安） 选择性好 应用广泛（常量、微量和痕量分析）
原电池与电解池的比较
原电池 化学能转变为电能 电极反应可自发进行 负极Zn （电子流出 的极） 氧化反应 电解池 电能转变为化学能
作用 条件 电极 名称 电极 反应 电子流 动方向
电极反应需在外电流作用下 被迫进行 正极Cu 阴极Zn 阳极Cu （电子流入 （与电源负 （与电源正 的极） 极连接） 极连接） 还原反应 还原反应 氧化反应
(1) 产生原因： 由于浓度或组成不同的两种电解质溶液接触时，
正负离子的扩散速度不同，破坏了界面附近原来溶
液正负电荷分布的均匀性而产生的电位差。
(2) 消 除： 用盐桥连接两种电解质溶液可使液接电位 减至最小。提供离子迁移通道, 达到消除
液接电位
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盐桥
组成：3％琼脂的高浓度KCl（或NH4Cl） 作用：沟通两个半电池、消除液接电位、 保持其电荷平衡 机理：高浓度的K+和Cl－的扩散速率几乎 相等，同时两个液接电位方向相 反，可相互抵消，使液接电位很小 （1～2mV）
二、化学电池 (Chemical cell)
（一）基本概念
1 、化学电池定义：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 1) 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
方迁移到另一方
3) 发生电极反应或电极上发生电子转移。
3、电池分类： 根据电解质的接触方式不同，可分为: A) 无液接电池：两电极共同一种溶液。 B) 有液接电池：两电极分别与不同溶液接触。 根据能量转换方式亦可分为两类： A)原电池 (Galvanic or voltaic cell)：化学能—电能 （自发进行）应用：直接电位法，电位滴定法 B)电解池 (Electrolytic cell)：电能——化学能
( ) ( ) 液接
（四）电解池： （阳）Cu ︱Cu2+(1mol/L)‖ Zn2+(1mol/L)︱Zn （阴） 电极反应——外加电压
（阴极）Zn极 （阳极）Cu极 Zn2+ + 2e Cu - 2e Zn Cu 2+ （还原反应） （氧化反应）
电池反应
Zn2+ + Cu Zn + Cu 2+ （被动氧化还原反应）
电位
电解
电导
伏安
离子活度 电极电位 直 接 电 位 法
待测离子 电解池 电 库 库 重 仑 仑 量 法 滴 法 定 法
溶液电导 or 电导改变
电流
电位 极 溶 电 谱 出 流 法 法 滴 定 法
电 位 滴 定 法
直 接 电 导 法
电 导 滴 定 法
电位分析法 (potentiometry analysis method)
（三）原电池：
Daniel 电池——铜锌电池结构
(－) Zn︱Zn2+( c1 )‖ Cu2+ ( c2 ) ︱Cu (+) 电极反应
（-）Zn极 Zn – 2e （+）Cu极 Cu2+ + 2e Zn2+ Cu （还原反应）
（氧化反应）
电池反应
Zn + Cu2+ 原电池电动势 Zn2+ + Cu （氧化还原反应）
仪器设备简单，易于实现自动化。
§9－2 电位法的基本原理
一、几个概念 二、化学电池
一、几个概念
1. 相界电位：两个不同物相接触的界面上的电 位差。 2. 金属的电极电位 (electrode potential)：金属 插入含该金属的电解质溶液中产生的金属与溶 液的相界电位，称为该金属的电极电位。
Zn → Zn2+
双电层
动态平衡
稳定的电位差
+ + + + + +
-
-
+ + + + + +
-
+ + + + + +
+ + + + + +
-
溶 解
沉 积
金属的电极电位产生原理：
IHP
OHP
扩散层（δ）
3. 液接电位 (liquid-junction potential)：两个组成或 浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微 小电位差，称为液体接界电位 (简称液接电位)。
它通常是使待分析的试样溶液和适当的电 极构成一化学电池（原电池或电解池），然后 根据所组成电池的某些物理量（如电极间的电 位差、通过电解池的电流等）与其化学量之间 的内在联系进行测定。
二、分类
根据所测电池的电物理量性质不同分为 （1）电导分析法 （2）电解分析法 （3）电位分析法：直接电位法，电位滴定法 （4）伏安法
电位法和永停 滴定法
§9－1 电化学分析概述
氧化还原滴定方法是如何进行定量？ 其中的电信息能否利用？ 如何实现利用？
迈克尔·法拉第 英国物理学家 化学家
能斯特 德国物理化学家 海洛夫斯基 捷克斯洛伐克化学家
一、电化学分析 (Electrochemical analysis) 根据电化学原理和物质所呈现的电化 学性质建立的分析方法。
由负极流向正极(Zn Cu)
由阳极流向阴极(Cu Zn)
§ 9－ 3
电位法的电极
一、电位法的理论基础
理论基础：能斯特方程(电极电位与溶液
中待测离子间的定量关系)
Ox＋ne－
φ=φ
O Ox/Red
Red
a Ox RT + ln nF a Re d
能斯特方程：
aox aox 2.303RT 0.059 lg lg nF ared n ared
（二）电池的表示形式与电池的电极反应
1、书写电池式的规则：
（ 1 ）左边电极进行氧化反应，右边电极进行还 原反应。 （ 2 ）电极的两相界面和不相混的两种溶液之间 的界面，都用单竖线“︱”表示。当两种溶液通
过盐桥连接时，已消除液接电位时，则用双竖线
“‖”表示。
（3）电解质位于两电极之间。
（4）气体或均相电极反应，反应本身不能直接作电 极，要用惰性材料作电极，以传导电流，在表示图 中要指出何种电极材料（如Pt, Au, c等）。 （5）电池中的溶液应注明浓（活）度，如有气体则 应注明压力，温度，若不注明系指摄氏25oC和1大 气压。