电化学分析精品PPT课件

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
➢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
➢ 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
酸度计(续)
PHS-2C型PH计
便携式PH计
在线检测型PH计
离子计与电磁搅拌器
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。
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
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。
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
பைடு நூலகம்
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
（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。
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
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。
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。
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