16仪器分析电位分析法3课时

合集下载

仪器分析学习课件第3章电位分析法

+ 0 .2 8 2 8
+ 0 .2 4 3 8
温度校正，对于SCE，t ℃ 时的电极电位为：
Et= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) （V）
银-氯化银电极：
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。
电极反应：AgCl + e- == Ag + Cl-
电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。
参比电极
表甘汞电极的电极电位（ 25℃）
0 .1 m o l/L 甘汞电极标准甘汞电极 (N C E ) 饱和甘汞电极 (S C E )
K C l浓度
0 .1m o l/L
1 .0m o l/L
饱和溶液
电极电位（ V ） + 0 .3 3 6 5
参比电极
甘汞电极电极反应：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）KCl 电极电位（25℃）：
EH2gCl/H gEH O22gCl/H g0.025l9ga2(aH (H)g2agC 2(2C l)l) EH2gCl/H gEH O22gCl/H 0 g.05lg 9a(Cl)
第二类电分析化学法是以电物理量的突变作为滴定分析中终点的指示，所以又称为电容量分析法。属于这类分析方法的有：电位滴定，电导滴定，电流滴定等。
第三类电分析化学法是将试液中某一个待测组分通过电极反应转化为固相，然后由工作电极上析出物的质量来确定该组分的量。称为电重量分析法（电子做“沉淀剂” ），即电解分析法。
1、直接电位法：零电流条件下测量指示电极相对于参比电极的电位，据电位与浓度的关系计算被测物含量。

仪器分析电子教案(全)

仪器分析电子教案(一)第一章：概述1.1 课程介绍了解仪器分析课程的基本内容和目标。

明确仪器分析在化学、化工、环境、生物等领域的应用。

1.2 仪器分析的基本概念定义仪器分析及其分类。

掌握仪器分析的基本原理和特点。

1.3 仪器分析的发展趋势了解仪器分析技术的历史和发展。

认识当前仪器分析技术的发展趋势和挑战。

仪器分析电子教案(二)第二章：光学分析仪器2.1 光谱分析仪器了解光谱分析的基本原理。

掌握紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、原子光谱仪等常见光谱仪器的结构、原理和应用。

2.2 色谱分析仪器理解色谱分析的基本原理。

熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、色谱-质谱联用仪等色谱仪器的结构、原理和应用。

仪器分析电子教案(三)第三章：电化学分析仪器3.1 电化学分析法的基本原理理解电化学分析的基本原理。

掌握电位分析法、库仑分析法、电导分析法等电化学分析方法。

3.2 电化学分析仪器的应用认识电化学分析仪器的结构和工作原理。

熟悉电化学工作站、电化学传感器等电化学分析仪器的应用。

仪器分析电子教案(四)第四章：色谱-质谱联用技术4.1 色谱-质谱联用技术的基本原理了解色谱-质谱联用技术的基本原理。

掌握气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）等常见色谱-质谱联用技术。

4.2 色谱-质谱联用技术的应用认识色谱-质谱联用技术在化学、生物、环境等领域中的应用。

熟悉色谱-质谱联用技术在药物分析、食品安全、环境监测等方面的应用案例。

仪器分析电子教案(五)第五章：样品前处理技术5.1 样品前处理技术的基本原理了解样品前处理技术的基本原理。

掌握固相萃取、液-液萃取、离子交换等样品前处理方法。

5.2 样品前处理技术的应用认识样品前处理技术在仪器分析中的应用。

熟悉样品前处理技术在环境分析、生物分析、食品分析等领域的应用案例。

仪器分析电子教案(六)第六章：原子吸收光谱分析6.1 原子吸收光谱分析原理解释原子吸收光谱分析的基本原理。

仪器分析思考题2016分析

复习思考题第1章绪论了解一些基本概念第2章色谱分析1、在气相色谱法中，用于定性的参数是什么？保留时间2、简要说明气相色谱分析的基本原理3、衡量色谱柱柱效能的指标是什么？用有效塔板数n 和有效塔板高度H 作为衡量柱效能的指标。

4. 在液相色谱中，范第姆特方程式中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计？在液相色谱中，流动相为液体，组分的纵向扩散系数B 很小，流速 u 较高，故纵向扩散相B/u 可忽略不计。

Van Deemter 方程在HPLC 的表现形式： H=A+Cu5.为什么可用分离度R 作为色谱柱的总分离效能指标?分离度同时体现了选择性与柱效能，即热力学因素和动力学因素，将实现分离的可能性和现实性结合起来。

6、气相色谱分析中，理论塔板高度与载气线速u 间的关系？随u 的增加而出现一个最小值。

7、气相色谱法使用的热导池检测器，产生信号的原理，是利用组分与流动相之间的什么性质？热导系数不同。

8、用角鲨烷分离甲烷、乙烷、丙烷时，它们从色谱柱中流出的顺序。

甲烷、乙烷、丙烷。

9、分配比表示物质在两相中的什么之比。

有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比10、范第姆特方程式可以说明的哪些方面。

它可以说明填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。

11、如果试样比较复杂，相邻两峰间距离太近或操作条件不易控制稳定，要准确测量保留值有一定困难的，可以采取什么方法。

用加入已知物以增加峰高的办法进行定性。

12、在色谱柱中，若某组分分配到固定相中的量为m s (单位:g),浓度为c s (g ⋅mL -1),分配到流动相中的量为m L (单位:g)浓度为c L (单位:g ⋅mol -1),则该组分的分配比k 是多少。

c s /c L13．理论塔板数n 的计算式为_________ 22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=b R RW t b t n ____________________。

仪器分析第十二章电位分析法

∴ E 膜 E D ,外 E 扩 , 外 (E D ,内 E 扩 , 内 )
RT ln aM (外) nF aM (内)
22
由于内参比溶液中Mn+的活度不变
E膜常数R nF TlnaM(外 )
23
4.离子选择性电极的作用原理
离子选择性电极的电位为内参比电极的电位与膜电位之和，即：
10
2.银—氯化银电极
首先在银丝或铂丝上镀一层纯银，将其洗净后，再电解（作阳极）在电极上覆盖一层淡紫色的AgCl，再将其浸在用AgCl饱和的含氯离子的溶液中。
半电池：Ag︱AgCl(s)︱Cl-(xmol·L-1)
半反应：AgCl+e
Ag+Cl-
电极电位：
11
三、第三类电极此类电极是指金属与两种具有共同阴离子
组成：金属与该金属离子溶液组成
半电池：M︱Mn+(x mol·L-1)
半反应：Mn+ +ne
M
电极电位：
常见电极：Ag、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb.
用上述电极可以测定这些离子的活度。
7
二、第二类电极
此类电极是指在金属上覆盖它的难溶化合物（如盐、氧化物、氢氧化物、络合物等），并浸在含难溶化合物的阴离子溶液中构成。以MA为难溶化合物，则
4
衡电位。例如用金属银电极和饱和甘汞电极组成电
池来测量电解质溶液中银离子的含量。请同学们写出电池表达式和电池电动势的
表达式。
5
12.2金属基指示电极(经典电极)
金属基指示电极按其组成体系及响应机理的不同，可分为下列几类：
第一类电极
金属基指示电极
第二类电极第三类电极
零类电极

《仪器分析》课后习题答案参考

《仪器分析》课后习题答案参考第一章电位分析法1～4 略5.（1）pMg x=5.4（2）3.65×10-6– 4.98×10-66. -17%7. 4.27×10-4%8.（1）=5.4×10-4lg=-2.31=5.0×10-3（2） Cl- =1.0×10-2 mol/L9. pH x ==5.74R入=1011Ω10. Cx=8.03×10-4 mol/L第二章电重量分析和库仑分析法1. 1.64 V2. -1.342，0.2383. 1.08 V，0.4V，7333 s4. Co先析出，阴极电位应维持在-0.313 – -0.795V之间阴极电位应维持在-0.455 – -0.795V之间5 Bi：0.283-0.190V（vs.SHE）；-0.005 - -0.098（vs. Ag/AgCl）Cu：0.310-0.159V（vs.SHE）；0.022 - -0.129（vs. Ag/AgCl）Ag：0.739-0.444V（vs.SHE）；0.451 – 0.156（vs. Ag/AgCl）控制阴极电位大于0.310V（vs.SHE），可以使Ag分离，Cu2+和BiO+不能分离。

6 ，7 , ,89.10. t= 4472s11 6.1×10-4 mol/Lpt阴极产生OH-，改变pH使副反应发生，故pt阴极应用玻璃砂芯套管隔离第三章伏安法和极谱分析法1～3 略4. 当pH=7时，当pH=5时，5. （1）线性回归方程: y =6.0733x + 0.3652（2）0.536 mmol/L6. M C x 41023.2-⨯=7. 22.7 μA8. 0.0879. 1.75 ×10-3mol/L10. -0.626 V11. 5.9×10-3第四章气相色谱法1～14 略15. 8.5%，20.6%，60.9%16. 2.15%，3.09%，2.75%，6.18%，85.84%17. （1）4.5, （2）48mL,（3）5.4min,（4）103,（5）1866,（6）1.07nm18. （1）8.6，（2）1.4419. （1）n有效(A) = 636.59n有效(B) = 676(2) 2 m20.（1）0.45 ，（2）7111121.（1）4，（2）4，（3）,22. （1）3236,2898,2820,3261,（2）3054（3）0.33m第五章高效液相色谱法1～16 略17. 26.24%，27.26%18. 1600，6.7，7.3，1.1，0.8，7 m19. 0.63,2.38,2.65,4.034021,3099，2818,3394，595,1535，1486,217820. 5.1%21. 0.47%第六章原子发射光谱仪1～8 略9. 2.57 eV10. 0.573%。

仪器分析电位分析法

E电池 E E
若参比电极的电极电位能保持不变，则测得电池的电动势就仅与指示电极有关，进而也就与被测离子活度有关。
理论基础：能斯特方程式
对于氧化还原体系： Ox + ne- = Red
E
EO Ox/Red
RT nF
ln
aOx aRe d
对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：
E
EO Mn/M
电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(即所构成原电他的电动势) 进行分析测定。
由于电位法测定的是一个原电池的平衡电动势值，而电池的电动势与组成电池的两个电极的电极电位密切相关，所以我们一般将电极电位与被测离子活度变化相关的电极称指示电极，而将在测定过程中其电极电位保持恒定不变的另一支电极叫参比电极。
CO2，NH3，NH4+，CN-，F-，S2-，I-，NO2-
第二节离子选择电极性能参数
线性范围和检测限
响应：电极的电位随离子活度变化的特征
通过实验可绘制任一离子选择性电极的E ~lga关系曲线
曲线的直线部分所对应的离子活度范围称为离子选择电极响应的线性范围。直线的斜率称为实际响应斜率
S实
E电池= SCE- 玻+ 不对称+ 液接
= SCE - AgCl/Ag- 膜+ 不对称+ 液接
在测定条件下， SCE、不对称、液接及 AgCl/Ag
可视为常数，合并为K,于是上式写为
E电池 = K - 0.059VlgaH+
或
E电池 = K + 0.059V pH
E电池 = K + 0.059VpH 由于式中K无法测量，在实际测定中,溶液的 pHx是通过与标准缓冲溶液的pHs相比较而确定的。

仪器分析-电位分析

34
EF = K 0.059lgaF
pH 5～6 H+ + F HF或HF2
LaF3(固)+3OHLa(OH)3(固)+3F
35
Ag2S多晶膜电极：对Ag+、S2有选择性响应卤化银多晶膜电极：掺入Ag2S，增加导电性、减小光敏性
对卤离子、Ag+有选择性响应
36
（三）敏化电极结构特点: • 在原电极上覆盖一层膜或物质 • 指示电极与参比电极组装在一起
ni nj
ai (aj)
ni nj
44
Ki,j表明i离子选择性电极抗j离子
干扰的能力。 Ki,j值越小，抗干扰能力越大，选择性越好相对误差% = Ki,jaj(ni/nj)/ai
45
例：用钠离子选择电极测得1.25103 M Na+溶液的电位值为0.203V，若 KpotNa ,K 为1.0102，计算钠离子选择电极在1.50103 M Na+和1.20103 M K+ 溶液中的电位值。并计算由K+的干扰所引起的测量误差。
= 0+0.059/2lgCCa2+
17
(4)零类电极
惰性金属电极
=
0+ 0.059 lg C Fe
3+
如:
Pt Fe3+, Fe2+
C Fe2+
Pt, H2│H+
18
2.膜电极
如: 离子选择性电极
响应机理：
膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。
敏感膜: • 导电 • 膜电位能指示溶液中待测离子的浓度
+ +
解： 0.203 = K + 0.059lg(1.25 103 )

(完整版)仪器分析--电位分析法习题+答案

姓名：班级：学号：电位分析习题一.单项选择题( ) 1、在直接电位法中，指示电极的电位与被测离子活度的关系为______A.无关B.成正比C.与其对数成正比D.符合能斯特公式( )2、电位分析法中作为参比电极，应满足的要求之一是：A.其电位应与温度无关B.其电位应等于零C.测量过程中即使有微小电流通过，其电位仍保持恒定D.不存在液接电位( )3、采用pH 的实用定义主要是因为：A.单个离子的活度目前用电化学方法不能测量B.液体接界电位的变化和理论上难以计算C.K'不能准确的测定和计算，并经常发生变化D.不对称电位可能随时间而变化( )4、氟化镧单晶膜氟离子选择电极的膜电位的产生是由于_______A.氟离子在晶体膜表面氧化而传递电子B.氟离子进入晶体膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构C.氟离子穿透晶体膜而使膜内外氟离子产生浓度差而形成双电层结构D.氟离子在晶体膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构( )5、电位滴定是以测量电位的变化情况为基础，下列因素影响最大的是：A.外参比电极电位B.液接电位C.不对称电位D.被测离子活度( )6、电位滴定法比直接电位法更准确，这是因为：A.直接电位法在用能斯特方程计算时有误差B.电位滴定法选用了比直接电位法更灵敏的电极C.电位滴定法是以测量电位的相对变化为基础的D.电位滴定法比直接电位法的干扰因素少( )7、由电动势测量误差看，如用同一仪器测下列离子，最不宜用直接电位法测定的是：A.H +B.NO 3 -C.Ca 2+D.B 3+( )8、氟离子选择电极在使用前需用低浓度的氟溶液浸泡数小时，其目的A.清洗电极B.检查电极的好坏C.活化电极D.检查离子计能否使用( )9、用pH 玻璃电极测定pH 约为12 的碱性试液，测得pH 比实际值A.大B.小C.两者相等D.难以确定( )10、用氟离子选择性电极测定饮用水中F - 含量时，Al 3+ ，Fe 3+ 的干扰属于：A.直接与电极膜发生作用B.与共存离子在电极膜上反应生成一种新的不溶性化合物C.与被测离子形成配合物D.与被测离子发生氧化还原反应( )11、某离子选择电极对一价的A 和B 离子都有响应，但a B 100 倍于a A 时，B 离子提供的电位与A 离子提供的相等。

大二化学仪器分析知识点

大二化学仪器分析知识点化学仪器分析是一个重要的化学分析技术领域，涉及多种仪器的原理、操作和应用。

对于大二化学专业的学生来说，了解和掌握化学仪器分析的知识点是非常重要的。

本文将介绍一些大二化学仪器分析中的关键知识点，帮助学生更好地理解并应用于实践。

一、电化学方法1. 电化学分析基本原理：电化学方法是利用电极与溶液中的物质发生氧化还原反应进行分析的方法。

通过测定电流、电压等电化学参数，可以获得样品中物质的含量信息。

2. 电极的分类与特点：常见的电极有玻璃电极、金属电极、气体电极等。

不同类型的电极具有不同的应用范围和特点。

3. 电化学分析方法：包括电位滴定法、电位分析法、电导法、极谱法等。

每种方法有其独特的测量原理和应用场景。

二、光谱分析方法1. 紫外可见吸收光谱：利用物质对紫外或可见光的吸收特性，来了解物质的结构和含量。

常见的仪器有紫外可见分光光度计。

2. 红外光谱：利用物质对红外光吸收的特性，了解化合物的结构和特性。

常见的仪器有红外光谱仪。

3. 原子吸收光谱：利用原子对特定波长的光的吸收特性，测定样品中特定元素的含量。

常见的仪器有火焰原子吸收光谱仪和石墨炉原子吸收光谱仪。

三、色谱分析方法1. 气相色谱：根据物质在气相载体中的分配行为，来分离和定量分析混合物。

常见的仪器有气相色谱仪。

2. 液相色谱：根据物质在液相载体中的分配行为，来进行分离和定量分析。

常见的仪器有高效液相色谱仪和离子色谱仪。

四、质谱分析方法1. 质谱仪原理：利用质谱仪对化合物分子进行分析和测定，常见的质谱仪有质谱联用仪和飞行时间质谱仪等。

2. 质谱指纹图谱：利用质谱仪对样品进行分析，通过分析得到的质谱指纹图谱来鉴定和定量物质。

五、其他仪器分析方法1. 热分析：通过对样品在升高温度过程中的物理和化学性质的变化进行分析，包括差示扫描量热法、热重分析法等。

2. 核磁共振：通过对样品中的核自旋进行磁共振现象的研究，来了解样品的分子结构和化学环境。

仪器分析课程教案

仪器分析课程教案一、课程简介1. 课程目标：使学生掌握常见仪器分析方法的基本原理、仪器构造及操作技巧，培养学生分析问题和解决问题的能力。

3. 课程内容：涵盖光学分析、电化学分析、色谱分析、质谱分析等常见仪器分析方法。

二、教学方法1. 讲授：讲解基本原理、仪器构造及操作方法。

2. 演示：进行仪器操作演示，让学生直观了解仪器使用过程。

3. 实验：安排实验课程，让学生动手操作，巩固理论知识。

4. 讨论：组织学生针对实验结果进行分析讨论，提高分析问题和解决问题的能力。

三、教学内容1. 第一章：光学分析法1.1 紫外-可见光谱分析1.2 红外光谱分析1.3 拉曼光谱分析2. 第二章：电化学分析法2.1 电位分析法2.2 电解分析法2.3 库仑分析法3. 第三章：色谱分析法3.1 气相色谱分析3.2 高效液相色谱分析3.3 薄层色谱分析4. 第四章：质谱分析法4.1 质谱仪原理及构造4.2 质谱图解析4.3 质谱在结构鉴定中的应用5. 第五章：现代仪器分析技术5.1 原子光谱分析5.2 核磁共振光谱分析5.3 扫描隧道显微镜分析四、教学安排1. 授课时间：32课时（每周2课时，共16周）2. 实验时间：16课时（每周1课时，共16周）3. 课程设计：理论教学与实验教学相结合，注重实践操作能力的培养。

五、课程评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况，占比30%。

2. 实验报告：实验操作、数据处理及分析，占比30%。

3. 期末考试：闭卷考试，占比40%。

4. 综合评价：考察学生的理论知识、实践操作能力和分析问题解决问题的能力。

六、第四章：质谱分析法（续）4.4 质谱在生物化学领域的应用4.5 质谱在材料科学领域的应用七、第五章：现代仪器分析技术（续）5.4 电化学石英晶体微天平分析5.5 光学相干断层扫描分析八、第六章：数据分析与处理8.1 数据分析基础8.2 数据处理方法8.3 仪器分析数据的可靠性评估九、第七章：仪器分析在科研中的应用9.1 仪器分析在化学研究中的应用9.2 仪器分析在生物医学领域的应用9.3 仪器分析在环境监测领域的应用十、第八章：仪器分析实验技巧与安全10.1 实验基本操作技巧10.2 实验中常见问题及解决方法10.3 实验室安全知识六、教学安排1. 授课时间：32课时（每周2课时，共16周）2. 实验时间：16课时（每周1课时，共16周）七、课程评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况，占比30%。

(完整word版)仪器分析实验课程-化学专业

《仪器分析实验》课程标准一、课程属性1、课程的性质《仪器分析实验》是化学专业指定的专业必修课,是一门具有一定完整性和独立性的课程.本课程的任务是培养学生的查阅、动手、观察、记忆、思维、想象和表达等能力，促进学生的全面发展.具体到教学内容上则是重在使学生掌握常用分析仪器的基本原理、基本操作及应用等，掌握仪器分析中处理数据的基本方法,了解仪器分析领域的最新发展动向及其趋势，巩固课堂所学理论知识，培养学生发现、分析、处理、解决问题的能力，加强学生素质教育，激发学生的创新精神，把学生培养成为适应社会发展要求的新型人才。

2、课程定位本课程的教学对象是应用化学专业（本科）三年级学生，《仪器分析实验》和《仪器分析》均是该专业的重要基础课程，二者既密切联系,又各有侧重.仪器分析奠定了实验课程中的理论基础，通过《仪器分析实验》课程的学习,要求学生掌握相关基本理论、基础知识和基本操作技能，掌握基本的仪器分析方法及分析数据的处理手段，经过系统地必要理论和操作技能的训练，培养学生严谨、细致、实事求是的科学作风,养成分析工作整洁、有序、珍惜仪器设备的良好实验习惯,培养学生具有分析问题、解决问题的初步能力.3. 课程任务（对课程教学任务的总体概括)通过本课程的学习，使学生了解各类分析仪器的分析原理，掌握仪器的基本工作原理、特点和应用,掌握常用仪器的基本操作，了解仪器常见故障的判断和处理，加深对分析化学、仪器分析化学基础理论、基本知识的理解；提高学生观察、分析和解决问题的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，树立严格的“量”的概念和条件依赖关系,为学习后续课程和未来的科学研究及实际工作打下良好的基础.二、课程目标知识目标1、学习紫外可见分光光度计、红外吸收光谱计、原子吸收分光光度计、库仑分析仪、玻璃电极、自动电位滴定仪、高效液相色谱、气相色谱等的基操作方法。

2、使学生掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象3、掌握各种分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数。

仪器分析第4章电位分析法

第4章电位分析法教学时数：4学时教学要求：1、掌握电位分析法基本原理,电极电位、电池电动势、膜电极、工作电极、参比电极、指示电极等基本概念。

2、掌握pH玻璃电极,氟离子选择性电极结构、响应机理及性能特点，溶液pH值的测定。

理解膜电位的产生。

3、掌握离子选择性电极的性能参数，理解电极选择性系数Kij的意义，掌握测量误差的计算。

4、掌握离子活度测定的方法原理，理解离子强度总调节剂的作用。

5、掌握定量分析方法及有关的计算，电位分析法的应用。

6、了解电位滴定的原理及滴定终点的确定。

教学重点与难点：重点：电位分析法基本原理，膜电位的产生，溶液pH值的计算，离子选择性系数Kij的意义，测量误差的计算，离子强度总调节剂，定量分析方法。

难点：膜电位的产生，离子选择性系数的理解与应用，离子活度、测量误差的计算。

4.1 电化学分析法概要一、方法简介根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化，通过测量某种电参量变化求得分析结果的一类方法。

1、分类2、方法特点准确度高，重现性和稳定性好灵敏度高，10-4～10-8 mol/L 10-10～10-12mol/L （极谱，伏安）选择性好（排除干扰）应用广泛（常量、微量和痕量分析）仪器设备简单，易于实现自动化已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。

二、电化学分析中某些术语与概念2、原电池3、电解池4、指示电极、辅助电极和参比电极指示电极：电极电位随电解质溶液的浓度或活度变化而改变的电极。

（E 与C 有关）参比电极：电极电位不受溶剂组成影响，其值维持不变。

（E 与C 无关）辅助电极（对电极）：提供电子传递的场所,当通过电流很小时,一般直接由工作电极和参比电极组成电池,但当电流较大时需采用辅助电极构成三电极系统来测量。

电位法中采用两电极——不产生电流（I=0）伏安法中采用三电极——产生电流信号1、化学电池5、电解质与支持电解质电解质：指电极间电子传递的媒介，由溶剂和高浓度的电解质盐以及电活性物质等组成。

电子教案与课件：仪器分析(第二版)(于晓萍主编)配套材料《仪器分析》(第二学期)教案

扬州工业职业技术学院教师教案2016 —— 2017学年第二学期课程仪器分析任课老师于晓萍授课班级1501工业分析总课时 602016──2017学年第二学期班级：1501工业分析与检验2016──2017 学年第二学期班级：1501工业分析与检验1501工业分析班比平行班（1502工业分析班）课内少2课时，特别安排在第4周和第5周的星期二课外各多排1节课，以保持平行班进度一致。

2、1501工业分析班由于已达到课程规定课时（人才培养方案），为了与平行班（1502工业分析班）进度保持一致，特别将第18周的星期一的1、2节不排课。

制订人于晓萍教研室主任系部与教务处扬州工业职业技术学院教案(2)据某电学特性在化学计量点的突变来指示滴定终点的到达，从进行定量分析——电容量分析。

如电位滴定法(3)通过电解将被测组分在电极上析出固体物质，称量析出物的质量来计算被测物的含量——电解称量分析。

3、电位分析：以测量电池电动势或电动势的变化来测定物质含量的一种分析方法。

可分为直接电位法和电位滴定法。

直接电位法：根据测得的电位值来确定被测离子浓度的电位分析法。

电位滴定法：根据电位值的突变来确定滴定终点的滴定分析。

以电位的突变来代替化学指示剂。

无论哪种分析法都离不开电化学电池。

4、电化学基础知识：原电池：组成条件、判断正负极的方法、正负极的反应、原电池的表示方法例：由电池写电极反应和总反应式：(-)(Pt) | Sn4+(C1)，Sn 2+(C2) || Fe3+ (C3)，Fe 2+(C4) | (Pt)(+)正极：Fe3+/ Fe2+ Fe3++e= Fe2+负极：Sn4+/ Sn 2+ Sn2+-2e= Sn4+总反应式：2 Fe3++ Sn2+= 2Fe2++ Sn4+练习：用下列氧化还原反应组成原电池，写出其原电池简式。

反应1）H2+Cu2＋→2H＋+Cu2）H2+Cl2→2HCl3）Sn2＋+2Fe３＋→Sn４＋+２Fe２＋二、电极电位与溶液浓度的关系1、能斯特方程式：一个电极的电极电位的大小与温度、浓度间的关系可用能斯特方程式表示：应用能斯特方程式时，应注意以下几点：(1)若电极反应式中有纯固体、纯液体或介质水时，它们的浓度不列入方程式中；气体物质用分压，即101.325kPa的倍数表示。

电位分析法教案

第十一章电位分析法一．教学内容1．电位分析法的基本概念及基本原理2．离子选择性电极的基本结构、类型、响应机理、特性参数以及相关的计算3．电位分析的方法及应用二．重点与难点1．膜电位及离子选择电极电位的产生及表达式2．各类离子选择性电极的响应机理，p H玻璃电极尤为重要3．离子选择性电极的特性参数，尤以电位选择性系数为重要4．离子选择性电极的应用三．教学要求1．牢固掌握电位分析法的基本原理2．较好掌握离子选择电极的基本结构、各类电极的响应机理3．深刻理解电位选择系数的意义及相关运算4．掌握用电位法测定某些物理化学常数5．能根据分析对象，选择合适的电极加以应用6．了解一些新类型的电极四．学时安排4学时电位分析法的基本原理电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度（或浓度）的关系进行分析的一种电化学分析法。

N e rn s t方程式就是表示电极电位与离子的活度（或浓度）的关系式，所以Ne r n s t方程式是电位分析法的理论基础。

电位分析法利用一支指示电极（对待测离子响应的电极）及一支参比电极（常用S C E）构成一个测量电池（是一个原电池）。

在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下，测得电池的电动势（或指示电极的电位）E＝φ参比－φ指示由于φ参比不变，φ指示符合N e r ns t方程式，所以E的大小取决于待测物质离子的活度（或浓度），从而达到分析的目的。

电位分析法的分类和特点1. 电位分析法的分类•直接电位法――利用专用的指示电极――离了选择性电极，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，根据N e rn s t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。

这是二十世纪七十年代初才发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附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。

电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

武汉软件工程职业学院教案(理论教学首页)
第1页
武汉软件工程职业学院教案(附页)
析结果。

这类方法根据所测定的电参数不同而分为电导滴定(conductances titration)电位滴定(potentiometric titration)和电流滴定法(amperometric titration) o
第三类是电重量法(electrogravimetric analysis),或称电解分析法(electro-analysis)o这类方法将直流电流通过试液，使被测组分在电极上还原沉积析出与共存组分分离，然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。

(二)电化学分析方法的特点：
电化学分析法的灵敏度和准确度都很高，适用面广。

由于在测定过程中得到的是电学讯号，因而易于实现自动化和连续分析。

电化学分析法在化学研究中亦具有十分重要的作用，它己广泛应用于电化学基础理论、有机化学、药物化学、生物化学、临床化学等领域的研究中。

电化学对成分分析(定性及定量分析)、生产控制和科学研究等方面都有很重要的意义。

总的来看，电位分析法有如下特点：
1.设备简单、操作方便；一般电位分析法只用酸度计(离子计)或自动电位滴定计即可，操作起来也非常方便。

2.方法多、应用范围广；直接电位法中可采用标准曲线法、一次标准加入法和格式作图法等，电位滴定法也可根据实际情况灵活选择滴定方式和滴定剂。

3.可用于连续、自动和遥控测定；由于电位滴定测量的是电讯号，所以非常方便将其传播、放大，也可作为反馈信号来遥控测定和控制。

(第页)
4.灵敏度高、选择性好、重现性好。

而电位滴定法的灵敏度要更高。

电位 |分析法的选择性也很高，有一些己经作为部标或国标。

| 电位分析法是电化学分析方法的重要分支，它的实质是通过在零电
I流条件下测定两电极间的电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析
!
I测定。

它包括直接电位法和电位滴定法。

木章我们主要讨论的也是直接
I
!电位法以及电位滴定法。

I
I 直接电位法：通过测量电池电动势来确定待测离子的活度（或浓度） |的方法，例如溶液的pH的测定。

由于离子选择性电极的广泛应用，运 |用电位滴定法可测定近30种离子的浓度。

近30年来直接电位法得到了 '很大的发展。

订电位滴定法：通过滴定过程中电动势的变化来确定终点的滴定方线法。

它与一般容量滴定法相似，只是确定终点的方法不同，特别适用于无合适指示剂、深色或浑浊试液等的滴定分析，而且易于实现自动化。

二、电位分析法的理论依据——能斯特方程式
电极电位与溶液中对应离子浓度的关系，可由能斯特方程式表达：
E= E。

+ RT 氧化态
nF 还原态
式中E是指可逆电极反应的电动势，E。

是相对于标准氢电极的标准电
势；R是气体常数（8.314J • K-* • mol-O； T是热力学温度（K）； a
是反应中氧化态和还原态的活度，n 是电极反应中转移的电子数。

将这些常数代入上式中，并将自然对数换算成常用对数，25°C 时,
E = E 0 +眩氧化态
n 还原态
对金属离子而言，还原态是固体金属，它的活度是一常数，均定为1, 所
以上式可以化简为：
根据上式可见，测定了电极电位，就可以离子的活度，（或在一定条件下确定其浓度）这是电位分析的理论依据。

在滴定分析中，滴定进行到化学计量点附近时，将发生浓度的突变
（滴定突跃）。

如果在滴定过程中在滴定分析的容器里浸入一对适当的
电极，让它们构成电池，则在化学计量点附近可以观察到电极电位的突变（电位突跃），因而可以根据电极电位突跃确定滴定终点的到达，这就是电位滴定法的原理。

在实际工作中，测定的是溶液的浓度，能斯特方程式中用的是活度，是因为电解质在溶液里电离为正、负离子，产生库仑力作用，使很稀的溶液也明显偏离理想溶液。

例如0.01mol/L ZnSO 4溶液，它的有效浓度只有实际浓度的39% o
活度与浓度的关系为：
=C
式中a 是活度，c 是浓度，Y 是活度系数。

活度系数通常小于1,
式中M"+代表金属离子，M 代表金属，n 代表反应得失电子数。

可见, 该类电极可指示溶液中的金属离子，如银电极可测定溶液中的银离子浓度。

构成这类电极的金属有Ag 、Zn> Hg 、Cu> Cd 、Pd 等，其电极电位随相应的金属离子活度变化
E = E° +
0.0592( lg
品
0.059
=E0<Hg^n g)+ ° ]g[H护+ ]
2
z 0.0592 K (MY(n-4) )[HgY-][M n+ ]
=匕(Hg>/Hg> + ____________ __________________________________
(肉沁) 一2 —° K、(HgY 2- )[MY<n-4)]
%Y-或[HgY_] 一因终点时，二二[MY®]几乎不变，所以可得以条件电极电位匸 0 0.0592, 表示的Nernst方程为：E時业广E吐沁+ __lg「刖
可见，该电极可指示金属离子的活度或浓度，也可指示配位滴定的终点。

使用条件:pH在2〜11,过大成HgO沉淀；过小有酸效应。

(4)惰性金属电极(零类电极)
有些物质的氧化态和还原态均为水溶性离子时，欲组成一个电极, 尚需一个
导体，但该导体不能参加电极反应，故为惰性金属。

惰性金属本身不参与反应，
而仅仅起贮存和传导电子的作用。

由此形成的电极叫惰性金属电极。

例如，将钳
或金插入离子对溶液中可构成此类电极，如Fe3+/Fe2+电对以金属钳组成的电极。

此类电极的电极电位能反映出氧化还原反应中氧化态和还原态离子活度的比值。

其电极反应为：
半电池：氧化态+ne<-^还原态电极反应：E = E。

+ °-0592 lg履化态
n 还廉态
上述金属电极可以做成片状、棒状，金属表面应清洁光亮，否则不响应。

银电极等金属可用细砂纸打磨，釦电极可用10%HNO3溶液浸煮数分钟，再用蒸懈水冲洗干净。

可见，该类电极不能作响应某种金属离子的电极，但可作氧化还原滴定的指示电极。

如上述电极可作为有关铁的氧化还原滴定的指示电极。

（5）膜电极一离子选择性电极
这类电极是以固态膜或液态膜为传感器，它能指示溶液中某种离子的活度，
武汉软件工程职业学院教案(附页)
膜电位与离子活度的关系符合能斯特方程。

但膜电位产生的机理不同于上述各类电极，电极上没有电子的转移，电位的产生是由于离子滋交换和扩散的结果。

最早的离子选择性电极是玻璃电极，后来发展了许多肛离子和阳离子选择性电极。

这类电极在近20年来得到很快的发展，它对离子有选择性响应，所以称离子选择电极，留待第二节详述。

（二）参比电极
参比电极是测量电池电动势的基准，它必须具备电位稳定，重现性好，电极电位已知和易于制备的特点。

而且它还应该具备对温度或浓度的改变无滞后现象，电极对测试溶液的液接电位应小到可以忽略的程度，当有小电流（约10-仏或更小）通过时，电极电位不应有明显变化；电极的电阻不应太大；以及装置简便，使用寿命长等特点。

标准氢电极是最精确的参比电极，但因是气体电极，不宜用作测定溶液中离子的参比电极，所以在电化学分析中很少使用。

在分析测定中常用的参比电极是甘汞电极和银■氯化银电极。

1、甘汞电极
甘汞电极属于金属一金属难溶盐电极，其结构是将一根钳丝插入汞、汞与氯化亚汞（甘汞）的糊体中，并使糊体浸入适当浓度的KC1溶液（通常是
0.lmol/L、lmol/L及饱和溶液）中，即组成甘汞电极。

此
武汉软件工程职业学院教案（附页）
E = E° -0.05921g
武汉软件工程职业学院教案(附页)
AgCl / Ag cr
可见，一定温度下，只要氯离子活度或浓度不变，银-氯化银电极电势是一个常数。

在25°C时，三种不同氯离子浓度下的银-氯化银电极电势见表2-3 o
表2-3
在非水溶液中进行滴定，银-氯化银电极比甘汞电极要优越。

虽然甘汞电极可以而且也确实被用于几乎所有类型的溶剂系统里，但它在含水溶剂较多的混合物里测定的再现性为±10〜20mV,而在无水介质里则为±50mV,并且时常需要配用特殊的盐桥。