电化学分析精品PPT课件
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《电化学分析法》课件
电化学分析法的优缺点
优点
准确性高、灵敏度高、选择性好
缺点
操作复杂、实验时间较长
应用前景
在环境监测、药物研究、生物分析等领域具有广泛的应用前景。
总结和展望
电化学分析法的意义
电化学分析法在科学研究和工程应用中发挥着重 要的作用，为我们认识和应用化学提供了重要的 手段。
未来电化学分析方法的发展趋势
未来，我们可以期待更加高效、快速和精确的电 化学分析方法的出现，并在更多的领域得到应用。
透析法
透析法是利用物质在半透膜上的透析性质进行分析的电化学方法。 通过离子或分子的扩散过程，可以实现对物质的分离、浓缩和检测。
循环伏安法
循环伏安法是一种通过在电势上下限之间循环扫描电流，研究和分析电极表面的电化学行为的方法。 它可以用于研究电极表面的反应动力学、电催化性能等，并在电化学储能、电分析化学等领域得到广泛 应用。
恒定电位法
恒定电位法是一种常用的电化学分析方法，通过控制电位保持在恒定值上， 测量与电位变化相关的电流，实现对物质的定量或定性分析。 该方法需要使用特定的实验装置和操作步骤，确保实验的准确性和重现性。
极谱法
极谱法是一种利用电极在一定电势范围内产生的电流与电势之间的关系，进 行分析和检测的电化离子，以及各种化学物质的含量和浓度。
《电化学分析法》PPT课 件
这是一份关于电化学分析法的PPT课件，通过本课件，我们将深入探讨电化 学分析法的基本原理和应用，帮助大家更好地理解和运用这一重要的分析方 法。
什么是电化学分析法
电化学分析法利用电化学反应的原理和方法，对化学物质进行分析和检测。通过控制电位、电流等参数， 实现对物质的定量或定性分析。 电化学分析法可分为恒定电位法、极谱法、透析法和循环伏安法等不同的分类。
电化学分析法PPT课件
-
3
电化学分析方法的分类及特点
第十二章
方法名 测定的电参量 特点及用途 称
电位分 电极电位 析法
1、适用于微量组分的测定，对一价离子的测定误 差为4%，二价离子的测定误差为8%。
2、选择性好，适用于测定H+、F- Cl- K+等数十种 离子
电导分 电阻或电导 析法
1、适用于测定水的纯度（电解质总量） 2、选择性较差
库仑分 电量 析法
1、不需要标准物质，准确度高
2、适用于测定许多金属、非金属离子及一些有机 化合物
极谱与 电流-电压曲线 1、选择性好，可用于多种金属离子和有机化合物
伏安分
的测定
析法
2、适用于微量和痕量组分的测定
-
4
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
不需用指示剂指示终点
不受溶液颜色、浑浊等的限制
第十二章 电化学分析法
-
1
第一节 概述
第十二章
[定义]
利用物质的电学、电化学性质及其变 化而建立起来的分析方法，统称为电化学分 析法。
-
2
第一节 概述
第十二章
[操作方法]
通常是将待测试液与适当的电极构成一 个化学电池，然后根据物质的组成及含量与 化学电池的某些电参量之间的计量关系进行 分析测试。
在突跃(pH、pM、pX、等的突跃)较小和 无合适指示剂的情况下,可以很方便地使用电 位滴定法。
-
5
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
克服了用人眼判断终点造成的主观误差 提高了测定的准确度 易于实现滴定的自动化
-
6
第二节 电位法的基本概念
第十二章
定义
全版仪器分析-电化学分析.ppt
ni：被测离子i的电荷，nj：干扰离子j的电荷
选择性系数Ｋｉ／ｊ的意义
在其它条件相同时，提供相同电位的欲测离 子活度αi和干扰离子活度αj的比值
选择性系数愈小，j离子对i离子的干扰愈小
估量某种干扰离子对测定造成的误差
36
相 对 误 差
K (α) i,j
α .精品课件.
ni /nj j
i
100%
47
.精品课件.
(4) 敏化电极
气敏电极
是一种基于界面化学反应 的敏化电极，由离子选择 性电极与参比电极置于内 充有电解质溶液的管中组 成的复合电极。
氨电极
NH
4
OH
NH 3
H 2O
48
pH变化→膜电.精位品课件的. 产生→与铵离子浓度相关
酶电极
也是一种基于界面化学反应的敏化电 极，酶在界面反应中起催化作用，而 催化反应的产物是一种能被离子选择 性电极所响应的物质。
9
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10
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原电池
发生氧化反应的电极称为阳极（负极） 发生还原反应的电极称为阴极（正极）
电解电池
发生氧化反应的电极称为阳极（正极） 发生还原反应的电极称为阴极（负极）
电子流出为负极，电子流入为正极
11
.精品课件.
化学电池可用图解法表示：
Zn︱ZnSO4(0.1mol/L)‖CuSO4(0.1mol/L)︱Cu
如何得到K’?
pH标
E标 K' 0.059
用标准溶液测定
pH试
pH标
E E标 2.303RT /
F
定位旋钮、斜率旋钮和温度旋钮的作用！
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.精品课件.
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《电化学分析导论》PPT课件共39页
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
2021/8/6
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，1995 (4)《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
2021/8/6
3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001% 灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最
小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等) 设备较简单、操作方便、易于实现自动化 选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有
1. 什么是电化学分析
应用电化学的基本原理和实验技术，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。
2. 电化学分析法的重要特征
（1）直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量， 在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与 反应的化学物质的量。
（2）依据测定电参数分别命名各种电化 学分析方法：如电位、电导分析法；
《电化学分析导论》PPT课件
第一章 电化学分析导论
an introduction to electrochemical analysis
第一节 电化学分析法 概 述
generalization of electrochemical analysis
2021/8/6
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，1995 (4)《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
2021/8/6
3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001% 灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最
小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等) 设备较简单、操作方便、易于实现自动化 选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有
1. 什么是电化学分析
应用电化学的基本原理和实验技术，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。
2. 电化学分析法的重要特征
（1）直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量， 在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与 反应的化学物质的量。
（2）依据测定电参数分别命名各种电化 学分析方法：如电位、电导分析法；
《电化学分析导论》PPT课件
第一章 电化学分析导论
an introduction to electrochemical analysis
第一节 电化学分析法 概 述
generalization of electrochemical analysis
第2章电化学分析法导论仪器分析ppt课件
E电池= E+ - E-+ EL
式中EL为液体接界电位 。
铜锌原电池由于右边铜电极的电位比锌电极高，
故E电池为正值，表示电池反应能自发地进行；
铜锌电解池右边锌电极的电位比铜电极低，则其
E电池为负值，表示电池反应不能自发地进行，必须
外加一个大于该电池电动势的外加电压，才能使电 池反应进行。
15
二、电极电位(Electrode Potential)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原电池
电解池
13
正确区分阴、阳极，正、负极
( ) 右 左
E为正时，为自发电池，为负时，是电解池。
原电池（Galvanic Cell） ： 阳极—负极（左-，氧化反应，失电子） 阴极—正极（右+，还原反应，得电子）
电解池（Electrolytic Cell） ： 阴极—负极（右-，与电源负极相连，得电子） 阳极—正极（左+，与电源正极相连，失电子）
30
以阴极还原过程为例，在电流密度较大的情 况下，单位时间内供给电极的电荷数量相当多， 如果电极反应速度很快，则可在维持平衡电位不 变的条件下，使金属离子被还原。
相反，如果电极反应速度有限，离子来不及 与电极表面上过剩的电子结合，就将使电子在电 极表面上积聚起来，从而使阴极电位变负。对于 阳极来说，则将使阳极电位变正。
可用于常量组分、微量组分和痕量组分的测定;
选择性高，应用范围广等。
3
2010年7月28日，吉林省永吉县境内发生特大洪水，永吉县经济
开发区新亚强化工厂一批装有三甲基一氯硅烷的原料桶被冲入松花江中。最新
统计称，流入松花江的化工物料桶达7000只左右，其中4000只左右为空桶，
3000只左右为原辅料桶。
式中EL为液体接界电位 。
铜锌原电池由于右边铜电极的电位比锌电极高，
故E电池为正值，表示电池反应能自发地进行；
铜锌电解池右边锌电极的电位比铜电极低，则其
E电池为负值，表示电池反应不能自发地进行，必须
外加一个大于该电池电动势的外加电压，才能使电 池反应进行。
15
二、电极电位(Electrode Potential)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原电池
电解池
13
正确区分阴、阳极，正、负极
( ) 右 左
E为正时，为自发电池，为负时，是电解池。
原电池（Galvanic Cell） ： 阳极—负极（左-，氧化反应，失电子） 阴极—正极（右+，还原反应，得电子）
电解池（Electrolytic Cell） ： 阴极—负极（右-，与电源负极相连，得电子） 阳极—正极（左+，与电源正极相连，失电子）
30
以阴极还原过程为例，在电流密度较大的情 况下，单位时间内供给电极的电荷数量相当多， 如果电极反应速度很快，则可在维持平衡电位不 变的条件下，使金属离子被还原。
相反，如果电极反应速度有限，离子来不及 与电极表面上过剩的电子结合，就将使电子在电 极表面上积聚起来，从而使阴极电位变负。对于 阳极来说，则将使阳极电位变正。
可用于常量组分、微量组分和痕量组分的测定;
选择性高，应用范围广等。
3
2010年7月28日，吉林省永吉县境内发生特大洪水，永吉县经济
开发区新亚强化工厂一批装有三甲基一氯硅烷的原料桶被冲入松花江中。最新
统计称，流入松花江的化工物料桶达7000只左右，其中4000只左右为空桶，
3000只左右为原辅料桶。
电化学分析法.ppt
电化学分析法.ppt为什么使⽤滴汞电极？氢在该电极上的超电位⽐较⾼滴汞电极的电极表⾯可以不断更新，因⽽能获得很⾼的重现性1.4.1.2极谱波的产⽣极谱分析装置铅的极谱图概念极谱（polaragraphy）,利⽤极化电极产⽣的电压—电流曲线谱图进⾏分析的⼀种⼿段。
极化电极（DME）：电位随外加电压的变化⽽变化。
去极化电极：电位稳定，不随外加电压⽽变化。
极化：电极电位改变很⼤⽽产⽣的电流变化很⼩的的现象。
浓差极化：电极反应过程中，电极表⾯附近溶液的浓度和主体溶液浓度发⽣差别所致。
产⽣条件：极化电极表⾯积⼩；被测物质浓度较低；易于电极表⾯形成扩散层（静⽌溶液）电化学极化滴汞电极表⾯的浓差极化极谱波的产⽣1.Ir残余电流部分AB 未到分解电压，被测物质还未在汞滴上还原产⽣原因：电解液中微量杂质未除净的微量O2还原滴汞电极充放电极谱波的产⽣2.I极谱电流部分BD：当外加电压增⾄被测物质的分解电压时，反应粒⼦开始析出扩散电流：随外加电压的增加⽽增⼤极谱波的产⽣3.Id极限扩散电流部分DE滴汞电极表⾯积⼩，电流密度⼤，电极表⾯附近被测物质浓度迅速降低为零。
电流达到最⼤，不随外加电压增加⽽增加。
氟离⼦选择电极敏感膜：LaF3的单晶膜⽚内参⽐电极：银－氯化银丝内参⽐溶液：NaF和NaCl溶液响应机理：晶格缺陷溶液中的F-→膜相的缺陷空⽳膜相中的F-→溶液⼲扰：OH-，适宜PH范围5～5.5 酸度较⾼易⽣成HF和HF2- 酸度较低时，其它晶体膜电极硫离⼦选择电极膜由Ag2S粉末压⽚⽽成，Ag+是电荷的传递者氯、溴、碘离⼦选择电极膜分别由Ag2S－AgCl，Ag2S－AgBr，Ag2S－I粉末混合压⽚⽽成，Ag+是电荷的传递者铜、铅、镉离⼦选择电极膜分别由Ag2S－CuS，Ag2S－PbS，Ag2S－CdS粉末混合压⽚⽽成，Ag+是电荷的传递者电极膜：浸有液体离⼦交换剂的惰性多孔膜流动载体电极（液膜电极）带负电荷流动载体——对阳离⼦有选择性响应烷基磷酸盐、四苯硼盐等。
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问题
由于环境污染，某些地区 经常会下“酸 雨”或“碱 雨” ，那么如何确定其酸 碱度，即pH值？
➢pH试纸法测定M3-1-1.swf ➢指示液法测定M3-1-2.swf
（评价：精确度不高）
如何提高测定准确度？
酸碱滴定可以吗？
电位分析法定义
将一支电极电位与被测物质的活（浓）度有关的电极（称指示 电极）和另一支电位已知且保持恒定的电极（称参比电极）插入 待测溶液中组成一个化学电池，在零电流的条件下，通过测定电 池电动势进而示得溶液中待测组分含量的方法。
验）
1.1认识电位分析及其基本原理
教学目标
知识目标 ：电位分析的基本原理、装置；酸度计基本组成；不同 类型电极的构造，电位分析法定义、分类、特点。
能力目标 ：酸度计的结构；各种类型电极及其结构；电磁搅拌器 的认知。
什么是电化学分析 ?
电化学分析(electrochemical analysis)是利用物质的电学及电化
➢溶液 电 极 电动势 能 斯 特方 程式 物质的含量
电位滴定法：用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分浓度变化。
➢浓度变化
电动势变化 绘制滴定曲线 计量点Vep
电 极
能斯特(Nemst)方程：指示电极电位与被则离子活度的关系
为平衡电位
R摩尔气体常数
(8.314J·mol -1·K1) ；T为绝对温
学性质来测定物质含量的分析方法。
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， 在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究确 定参与反应的化学物质的量。
电化学分析法的分类:
1）依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法: 如电位分析法；电导分析；库仑分析；极谱分析等 。 2）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。
基本原理----化学电池与电化学分析装置(p214)
1）化学电池：化学电池是化学能与电能互相相转换 的装置。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，能自发地将化学能转变成电能的装置称为 原电池 b) 电解池(Electrolytic cell)：电能——化学能， 需要从外部电源提供电能迫使电流通过，使电池内 部发生电极反应的装置称为电解电池。
教学目标
能力目标： 1 、 能选择、保养、使用电极 2、能根据不同型号的仪器说明书达到对仪器的认知。 知识目标 ： 1、 掌握电位分析法定量依据---能斯特方程； 2、 掌握参比电极和指示电极的工作原理; 3、熟悉电极的使用注意事项； 4、 了解酸度计的操作。
问题
如何测定百事可乐的 pH？
➢ pH试纸无法测定有色溶液的pH。M3-1-3.swf
➢ 可以用电位法测定其pH值
➢引入电位分析法。M3-15.swf
➢问题：溶液的pH值和两支电
极之间的电位差有何关系？
指示电极的电极电位和待测离 子的浓度有何关系？
能斯特(Nemst)方程：指示电极电位与被则离子活度的关系
为平衡电位
R摩尔气体常数
(8.314J·mol -1·K1) ；T为绝对温
度
氧化态
项目一 电化学分析法
2010年7月
引入：
项目一：用电化学分析法对某化妆品样 品的PH、氟离子和氯离子含量进行检测 评价 任务1：测定样品的pH 任务2：测定样品中的氟离子含量 任务3：测定样品的氯离子含量
教学内容
一、认识电位分析仪及其基本原理 二、指示电极和参比电极 三、测定溶液的pH、氟离子含量（实验） 四、电位滴定法—测定溶液中氯离子含量（学时实
电化学分析法的应用---主要用于定量分析:
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； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。
PP-15E专业型PH计/电导计/离子计
主要的电位分析仪器
酸度计 电位滴定仪 电磁搅拌器 电极
酸度计
PHSJ-3F型PH计
PHS-3F型PH计
度
氧化态
为标准电 极电位
E
E
RT a（氧化)态Mn+的活 nFlna（还原态）度还原态M的
活度
n为电极反应转 移的电子数
25℃时，能斯特方程可近似地简化成 下式：
F为法拉第常数 (96487C·mol-1)
E M n/ME M n/M0.0 n5•l9gM 2 n
电位分析法特点
灵敏度、准确度高，选择性好，应用广泛； 被测物质的最低量可以达到10-12 mol/L数量级； 仪器装置简单，操作方便； 适合自动控制和在线分析。
酸度计(续)
PHS-2C型PH计
便携式PH计
在线检测型PH计
离子计电磁搅拌器
离子计
电磁搅拌器
离子计与电磁搅拌器
离子计
电磁搅拌器
甘汞电极的构造
外形图
示意图
pH玻璃电极的构造
外形图
示意图
归纳总结
理论知识：电位分析的概念、电位分析仪器和电极 能力应用：认识酸度计和电极
1.2电位分析原理和电极
2）电化学基本装置：两支电极、电源、放大、显示记录装置
3）组成化学电池的条件： a) 电极之间以导线相联；
b) 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；
c) 发生电极反应或电极 上发生电子转移。
3)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
电位分析法分类
直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物质的活度有关。
为标准电 极电位
E
E
RT a（氧化)态Mn+的活 nFlna（还原态）度还原态M的
活度
n为电极反应转 移的电子数
25℃时，能斯特方程可近似地简化成 下式：
F为法拉第常数 (96487C·mol-1)
E M n/ME M n/M0.0 n5•l9gM 2 n
直接电位分析法定量依据
E 参 比 E 指 示 E 参 比 E M n /M E 参 比 E M n /M 0 .0 n5 lg M 9 n 2