仪器分析-电化学分析.

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《仪器分析》第二章电分析化学概论

条件电位
条件电位
氧化态和还原态的浓度浓度等于1mol·L-1时体系的实浓度际电位。例如：例如：在盐酸溶液中，由Cu(I)和MnO4- 两相应电对组成的电池的反应为：
10C − +5 uC 2 +M 4 +8H+ ⇔ 5 uC 4− +M 2+ +4H2O l C l− nO− C l2 n
1 原电池与电解池
化学电池－电化学研究的体系和对象，化学能与
电能相互转变的装置，电化学分析法中必不可少。电池的三要素－电极、电解质、外电路
e H2
HCl 固体 AgCl
Ag Pt
无液体接界电池Biblioteka 有液体接界电池电极电位
Zn片与ZnSO4 溶液接触时，金属中Zn2+ 的化学势大于溶液中Zn2+ 的化学势，因此，Zn不断溶解到溶液中，金属带负电，形成双电层，建立电位差，阻止Zn2+ 继续进入溶液，金属表面的负电荷对Zn2+ 又有吸引，最终达到平衡，形成平衡相间电位，也就是平衡电极电位。对Ag电极来说，Ag+溶液中的化学势比金属中高， Ag+ 容易沉积到金属上，形成的平衡电极电位符号与Zn电极相反，即电极表面带正电，溶液带负电。
Fe3+ +Y4− = FeY−, K稳（FeY−）=1.26×1025
Fe +Y = FeY , K稳（FeY2−）= 2.09×10
2+
4−
2−
14
（1）计算 FeY- + e ＝FeY2- 体系的条件电位；（2）将Y4- 加入含等量的Fe3+ 和Fe2+ 溶液中后，该溶液的氧化能力比原来强还是弱？

仪器分析第二章电化学分析

4.伏安分析
伏安分析是通过测定特殊条件下的电流电伏安分析是通过测定特殊条件下的电流—电是通过测定特殊条件下的电流压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。分析方法的总称。凡是在滴汞电极上可发生氧化还原反应的物质，如金属离子、金属络合物、物质，如金属离子、金属络合物、阴离子和有机物均可用伏安法测定。和有机物均可用伏安法测定。
原电池和电解池
在化学电池内，发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。阳极和阴极上所发生的氧化还原反应如下：在阳极上 Zn ⇒ Zn2+ + 2e 在阴极上 Cu2+ + 2e ⇒ Cu 二者都是化学能与电能相互转化：二者都是化学能与电能相互转化：化学能与电能相互转化电解池是外加电压提供能量，原电池是把化学能转化为电能释放出去。
Calomel electrode（甘汞电极）（甘汞电极）
两个玻璃套管,内套管两个玻璃套管内套管封接一根铂丝,铂丝插封接一根铂丝铂丝插入纯汞中,汞下装有甘入纯汞中汞下装有甘汞(Hg2Cl2) 和汞的湖状物;外套管装入外套管装入KCl溶状物外套管装入溶液。甘汞电极的电极电位与KCl浓度有关（表浓度有关（位与浓度有关 2-1 ）。。
第二章电化学分析法
什么是电化学分析 ?
将化学变化与电的现象紧密联系起来的学科便是电化学。将化学变化与电的现象紧密联系起来的学科便是电化学。应用电化学的电化学基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析基本原理和实验技术，方法称之为电化学分析或电分析化学。方法称之为电化学分析或电分析化学。电化学分析或电分析化学
电位分析法的主要分类

仪器分析第八章电分析化学导论

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盐桥：一个盛满饱和KCl和3%琼脂的U形管。

由于饱和KCl溶液浓度很高（3.5-4.2 mol/L），因此，K+和Cl-离子向外扩散成为盐桥与两个溶液液接界面上离子扩散的主要部分。
盐桥中，K+和Cl-的扩散速度几乎相等，因此在两个液接界面上产生两个数值很小、且几乎相等、方向相反的液接电位，近于完全消除。

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2. 液体接界电位 L
定义：两种不同离子或不同浓度溶液接触界
面上，存在着微小电位差，称之为液体接界电位。产生原因：各种离子具有不同的迁移速率。
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电化学分析中，经常使用有液接界面的参比电极，所以液接电位普遍存在。

液接电位往往难于测量，为减小其影响，实际工作中通常在两个溶液之间用盐桥连接。
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以锌电极为例：当锌片与含有Zn2+的溶液相
接触时：

金属锌有失去电子氧化为Zn2+的倾向；同时溶液Zn2+中有从锌片上取得电子而沉积的倾向。

由于Zn氧化倾向大于Zn2+的还原倾向，致使锌片上聚集了较多电子而带负电荷，溶液中Zn2+ 受锌片负电荷吸引，使溶液界面带正电荷，形成双电层，产生电位差，即电极电位。
电极电位的测定方法。液体接界电位的产生原因及消除方法。浓差极化的产生原因与消除方法。电化学极化的产生原因。
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第八章电分析化学导论
1. 根据电极的组成分类 2. 根据电极所起的作用分类
第四节电极的种类
1. 根据电极的组成分类

第一类电极：金属-金属离子电极；

电化学分析法

电化学分析法电化学分析法（electrochemical analysis），是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法，是由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的，仪器分析法始于1922年捷克化学家J.海洛夫斯基建立极谱法。

电化学分析(electrochemical analysis)，是仪器分析的重要组成部分之一。

它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律，建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上，对组分进行定性和定量的仪器分析方法。

1.发展历史电分析化学的发展具有悠久的历史，是与尖端科学技术和学科的发展紧密相关的。

近代电分析化学，不仅进行组成的形态和成分含量的分析，而且对电极过程理论，生命科学、能源科学、信息科学和环境科学的发展具有重要的作用。

作为一种分析方法，早在18世纪，就出现了电解分析和库仑滴定法。

19世纪，出现了电导滴定法，玻璃电极测pH值和高频滴定法。

1922年，极谱法问世，标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。

二十世纪六十年代，离子选择电极及酶固定化制作酶电极相继问世。

二十世纪70年代，发展了不仅限于酶体系的各种生物传感器之后，微电极伏安法的产生扩展了电分析化学研究的时空范围，适应了生物分析及生命科学发展的需要。

纵观当今世界电分析化学的发展，美国电分析化学力量最强，研究内容集中于科技发展前沿，涉及与生命科学直接相关的生物电化学；与能源、信息、材料等环境相关的电化学传感器和检测、研究电化学过程的光谱电化学等。

捷克和前苏联在液-液界面电化学研究有很好的基础。

日本东京，京都大学在生物电化学分析，表面修饰与表征、电化学传感器及电分析新技术方法等方面很有特色。

英国一些大学则重点开展光谱电化学、电化学热力学和动力学及化学修饰电极的研究。

2. 基本原理电化学分析法的基础是在电化学池中所发生的电化学反应。

电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成，两电极用外电路接通。

仪器分析第八章

第八章电化学分析法一、选择题（一）单项选择题1．下列可作为基准参比电极的是：AA. SHEB. SCEC.玻璃电极D.惰性电极2.下列属于惰性电极的是： DA. 锌电极B.铅电极C.玻璃电极D.铂电极3．甘汞电极的电极电位于下列哪些因素与有关AA.[Cl-]B.[H+]C.[AgCl]D.Pcl2(氯气分压)4.用电位法测定溶液的PH应选用的方法CA.永停滴定法B.电位滴定法C.直接电位法D.电导法5.玻璃电极的膜电位的形成基于DA.玻璃膜上的氢离子得到电子而形成的B.玻璃膜上的氢气失去电子而形成的C.玻璃膜上的钠离子得到电子而形成的D.溶液中的氢离子与玻璃膜上的钠离子进行交换和膜上的氢离子与溶液中的氢离子之间的扩散而形成的6.电位法测定溶液的PH常用的指示电极是 CA.氢电极B.甘汞电极C.玻璃电极D.银-氯化银电极7.玻璃电极的内参比电极是 BA.银电极B.银-氯化银电极C.甘汞电极D.标准氢电极8.在25度时SCE的电极电位值是 DA.0.288VB.0.222VC.0.2801VD.0.2412V9.玻璃电极在使用前应预先在纯水中浸泡 CA.2小时B.12小时C.24小时D.42小时10.在PH计上的电表指针所指示的PH与标准缓冲溶液的PH不相符合时，可通过调节下列哪种部件使之相符 BA.温度补偿器B.定位调节器C.零点调节器D.PH-mV转换器11.滴定分析与电位滴定法的主要区别是 DA.滴定的对象不同B.滴定液不同C.指示剂不同D.指示终点的方法不同12.离子选择性电极电位产生的机制为 CA.离子之间的交换B.离子的扩散C.A和B均是D.A和B均不是13.进行酸碱电位滴定时，应选择的指示电极是AA.玻璃电极B.铅电极C.铂电极D.银电极14.电位滴定法中，电极组成为 DA.两支不同的参比电极B.两只相同的指示电极C.两支不同的指示电极 D.一只参比电极一只指示电极15.以下电极属于膜电极的是 CA.银-氯化银电极B.铂电极C.玻璃电极D.氢电极16.PH计上的温度补偿器的作用是 CA.使待测溶液的PH与标准溶液的PH保持一致B. 使待测溶液的温度与标准溶液的温度保持一致C.调节适当的电位抵消因温度改变对电位测定的影响D.调节待测溶液的温度抵消因温度改变对电位测定的影响17.用直接电位测定法测定溶液的PH，为了消除液接电位对测定的影响，要求标准溶液的PH与待测溶液的PH之差为 BA.3B.<3C.>3D.418.消除玻璃电极的不对称电位常采用的方法是 DA.用水浸泡玻璃电极B.用碱浸泡玻璃电极C.用酸浸泡玻璃电极 D.用两次滴定法19.若用一级微商法确定电位滴定的化学计量点，则化学计量点时电池电动势的变化特征是 AA.电动势的变化最大B.电动势的变化最小C.电动势的变化为零 D.电动势的变化较小20.玻璃电极在使用前应在纯水中充分浸泡，其目的是 DA.除去杂质B.减少稳定不对称电位C.在膜表面形成水化凝胶层 D.B和C均是（二）多项选择题1.离子选择性电极的组成是ABCDA.电极膜B.电极管C.内参比溶液D.内参比电极E.外参比电极2.电位法测定溶液的PH，常选择的电极时ACA.玻璃电极B.银-氯化银电极C.饱和甘汞电极D.汞电极 E.银电极3.可作为酸碱滴定法的参比电极是CEA.玻璃电极B.汞电极C.银-氯化银电极D.银电极E.饱和甘汞电极4.用两次测定法测定溶液PH的目的是BCA.稳定PHB.消除玻璃电极的不对称电位C.消除公式中的常数D.消除玻璃电极的酸差 E.消除玻璃电极的碱差二、简答题1.电位滴定法与永停滴定法有何区别？略2.简述玻璃电极的测定原理略3.用PH计测定溶液PH时，为什么用两次测定法？略三、实例分析题1.用下面电池测定溶液的PH玻璃电极|H+（xmol/L）||SCE在25度时，测得PH=4.00的标准缓冲溶液的电池电动势为0.209V，测得待测溶液的电池电动势为0.312V。

仪器分析：电化学分析2

lg
a1 a1,
内凝胶层相界电位：
V2
K2
2.303RT F
lg
a2 a2,
若V1＞V2，玻璃膜电位为：
E膜 = V1 - V2 若膜内外表面物理性能相同（Na+点位数相同，
且完全被H+占据），则 K1 = K2 ， a1’ = a2’
E膜
2.303RT F
lg
a1 a2
K’ 2.303RT lg F
玻
a1
AgCl / Ag E膜
AgCl / Ag
K’
2.303RT F
K”
2.303RT F
lg
a1
lg
a1
玻
K” 0.059 pH
（25℃）
3、性能
①
转换系数
S
pH
溶液pH每改变一个单位，玻璃电极电位的
变化。若作 pH 曲线，S是该曲线斜率
，S理论 = 59MV，但S实际<S理论，若相差太大，不能用。
电极电位：
, Hg2Cl2 / Hg
0.059 2
lg
C2 Cl
, Hg2Cl2 / Hg
0.059 lg
CCl
甘汞电极的电极电位（25℃）
KCl溶液的浓度
名称
电极电位
0.1mol/L 1mol/L 饱和
0.1mol/L甘汞电极标准甘汞电极饱和甘汞电极
+0.3337V +0.2801V +0.2412V
E
E Cu2 /Cu
H /H2
因： H / H2 0.00V
故： Cu 2 / Cu 0.34V
2、饱和甘汞电极 SCE

《仪器分析教程》教学课件—第11章电化学分析

11:48:03
11.2 参比电极与指示电极
11.2.1 参比电极 11.2.2 指示电极
11.2 参比电极与指示电极
电极：将溶液中的浓度或活度信息转变成电信号的一种传感器
指示电极（indicator electrode）：指示待测溶液中离子活度变化的电极。参比电极（reference electrode）：在测量电极电位时用来提供电位标准的电极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11.1.2 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动
控制和在线分析。（3）所需试样的量较少（4）应用广泛
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；药物分析；
lg
a(Hg 2Cl 2 ) a2(Hg) a2(Cl
)
E Hg 2Cl/Hg
EO
Hg
2 2
Cl/Hg
0.059 lg
a(Cl )
当电极内溶液的Cl-活度一定，甘
汞电极电位为定值，故可作参比电极。
11:48:03
11.2.1 参比电极
2.甘汞电极
表11.1甘汞电极的电极电位（ 25℃）
KCl 浓度电极电位（V）
0.1mol/L 甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
甘汞电极的电极电位随温度变化，故需进行温度校正，对于饱和甘汞电极（SCE），t ℃时的电极电位为：

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
.精品课件.
10
.精品课件.
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！
31
.精品课件.
32

仪器分析第2章电化学分析法

2021/5/6
原电池
阳极：发生氧化反应的电极（负极）阴极：发生还原反应的电极（正极）
阳极≠正极阴极≠负极电极电位较正的为正极
2021/5/6
电解电池
阳极：发生氧化反应的电极（正极）；阴极：发生还原反应的电极（负极）；阳极=正极阴极=负极
2021/5/6
电池的表达式
2021/5/6
电位分析的理论基础
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）。
对于氧化还原体系： Ox + ne- = Red
EEO Ox/RedR nF TlnaaR Odex
对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：
EEM On/MR nF TlnaMn
2021/5/6
M n O 4 8 H 5 e M n 2 4 H 2 O
Zn |Zn2+(0.1mol/L ) | Cu2+(1mol/L) | Cu
用盐桥后 Zn |Zn2+(0.1mol/L ) || Cu2+(1mol/L) | Cu
|表示由电势差产生。用于两相界面不相混的两种溶液之间。
左边：氧化反应，负极
右边：还原反应，正极
||用盐桥连接，消除液接电位。溶液位于两电极之间。
E外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’ ）
a1 、 a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度；
a’1 、 a’2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度；
k1 、 k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。
玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则k1=k2 ， a’1 = a’2
KSP,CaC2O4 [Ca2 ][C2O42]

仪器分析复习第四章电位分析法

第四章电位分析法一、电化学分析法：根据物质的电学和电化学性质，应用电化学的基本原理和技术，测定物质组分含量的方法。

二、电化学分析法的特点1、灵敏度高。

被测物质含量范围可在10-2—10-12 mol/L数量级。

2、准确度高，选择性好，不但可测定无机离子，也可测定有机化合物，应用广泛。

3、电化学仪器装置较为简单，操作方便。

4、电化学分析法在测定过程得到的是电讯号，易于实现自动控制和在线分析,尤其适合于化工生产的过程控制分析。

三、直接电位法：是将参比电极与指示电极插入被测液中构成原电池，根据原电池的电动势与被测离子活度间的函数关系直接测定离子活度的方法。

电位滴定法: 是借助测量滴定过程中电池电动势的突变来确定滴定终点的方法。

四、直接电位法的特点：1）选择性好；2）分析速度快，操作简便；3）灵敏度高，测量范围宽；4）易实现连续分析和自动分析。

五、电极电位的大小，不但取决于电极的本质，而且与溶液中离子的浓度，温度等因素有关六、标准氢电极的条件为：（1）H+活度为1；（2）氢气分压为101325Pa。

规定：任何温度下，氢电极的电位为“零”。

七、只有可逆电极才满足能斯特方程。

八、极化程度的影响因素：（1）电极的大小、形状（2）电解质溶液的组成（3）温度（4）搅拌情况（5）电流密度九、浓差极化：电极反应中，电极表面附近溶液的浓度和主体溶液浓度发生了差别所引起的。

电化学极化：由某些动力学因素引起的。

若电化学反应的某一步反应速度较慢，为克服反应速度的障碍能垒，需多加一定的电压。

这种由反应速度慢所引起的极化称为电化学极化或动力学极化。

十、电位分析法：是电化学分析法的重要分支，其实质是通过零电流情况下测得两电极之间的电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析测定。

十一、离子选择性电极：也称膜电极，它能选择性地响应待测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应很弱，其电极电位与溶液中待测离子活度的对数有线性关系，即遵循能斯特方程式。

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-电化学分析法

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半电池符号：Ag，AgCl（固）︱KCl 电极电位（25℃）：
O EAgCl/Ag EAgCl/Ag 0.059lg aCl
表银-氯化银电极的电极电位（25℃）
流动载体电极(electrodes with a mobile carrier)
敏化电极（sensitized electrodes）气敏电极（gas sensing electrodes）
酶电极（enzyme electrodes）
4 离子选择性电极的结构与原理
组成：敏感膜，内参比电极、内参比溶液（敏感膜：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等）特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。测定依据：膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差使用方法及原理将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，组成电池:
3 离子选择性电极的种类
Type , principle and structure of ion selective electrode (ISE) 离子选择性电极(又称膜电极)。
1976年IUPAC基于膜的特征，推荐将其分为以下几类：原电极（primary electrodes）晶体膜电极（crystalline membrane electrodes）均相膜电极（homogeneous membrane electrodes）非均相膜电极(heterogeneous membrane electrodes) 非晶体膜电极（crystalline membrane electrodes）刚性基质电极（rigid matrix electrodes）

仪器分析-电化学分析

1
电位法是一种基于测量电极电位变化的电化学分析方法。
02
电位法可以用于研究电极反应的动力学参数和电极反应机理，还可以用于电化学合成和电化学传感器等领域。
03
电位法具有操作简便、灵敏度高、选择性好等优点，因此在电化学分析中得到了广泛应用。
电解法
电解法是一种通过电解溶液来分离和富集金属的方法。
3
极谱法具有操作简便、灵敏度高、选择性好等优点，因此在电化学分析中得到了广泛应用。
电导法
01
电导法是一种基于测量溶液电导率变化的电化学分析方法。
02
电导法可以用于研究离子在电极表面的吸附和脱附过程，以及
离子在溶液中的迁移和扩散过程。
电导法具有操作简便、灵敏度高、选择性好等优点，因此在电
03
化学分析中得到了广泛应用。
通过开发便携式电化学分析设备，实现个性化医疗和健康监测，为人们的日常生活带来更多便利。
THANKS
感谢观看
展望
新材料的应用
新型电极材料和修饰剂的开发将为电化学分析带来更多可能性，拓展其应用领域。
与其他技术的联用
结合色谱、质谱等其他分析技术，实现复杂样品中目标组分的分离与鉴定。
实时监测与原位分析
利用微型化仪器和传感器，实现实时监测和原位分析，为环境、生物和医学等领域提供有力支持。
个性化医疗与健康监测
干扰问题
在复杂样品中，电化学分析容易受到多种物质的干扰，导致检测结果不准确。
局限性
某些电化学反应仅适用于特定类型的目标物质，对于其他物质可能不适用，这限制了电化学分析的应用范围。
05
电化学分析的发展趋势与展望
发展趋势
智能化与自动化

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）
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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。

清华大学化学系1仪器分析-电化学

Y. Cui et al. Science, 293:1289, 2001
第二节
电位分析法
e
一、化学电池与电极电位
Zn|ZnSO4(x mol/L)||CuSO4(y mol/L) |Cu
E电池 = E阴 – E阳 + Ej -IR
E = Eo + 0.059/n lg n+ 当Cu2+溶液的浓度 Zn Cu
3. 原电池和电解池
在化学电池内，发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。阳极和阴极上所发生的氧化还原反应如下：在阳极上 Zn Zn2+ + 2e
在阴极上
Cu2+ + 2e Cu
在上述化学电池内，单个电极上的反应称为半电池反应。若两个电极没有用导线连接起来，半电池反应达到平衡状态，没有电子输出；当用导线将两个电极连通构成通路时，有电流通过，构成原电池。
第四节
极谱分析法
一、极谱波的形成
设Cd2+的电解，电极反应为：
Cd2+ + 2e +Hg
分三个阶段
Cd（Hg）
（1）电位尚未负到Cd 的还原电位；
（2）Cd开始还原，扩散电流产生；（3）极限扩散电流产生。
i
极限扩散电流 id 电流上升阶段 i
残余电流 ir
-0.2
-0.5
-1
E（V）
问题为什么会产生极限扩散电流呢？？
’ ’
k 0.059 pH
为什么一个玻璃薄膜能对pH产生特殊响应？
H+
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
Na+

仪器分析及其方法

仪器分析及其方法仪器分析是指通过运用特定的仪器设备对待分析物进行分析或检测的一种方法。

随着科学技术的不断进步和发展，仪器分析的方法也得到了极大的完善和提高，涉及的技术和领域也越来越广泛。

一、常见仪器分析的方法1.光谱分析法：光谱分析法是应用物质对光或其他电磁波的吸收、发射、散射等特性进行物质分析和定性分析的一种方法。

例如，紫外可见光谱法、红外光谱法等。

2.电化学分析法：电化学分析法是通过测量或控制化学反应过程中发生的电流、电势和电荷量等参数，对待测物质进行分析和检测的一种方法。

例如，电导法、电解析法、电位滴定法等。

3.色谱分析法：色谱分析法是建立在物质成分在液相或气相中的分布系数不同而进行分离和测定的方法。

例如，气相色谱法、高效液相色谱法等。

4.质谱分析法：质谱分析法是利用质谱仪对物质的分子结构和成分进行分离、检测和鉴定的一种方法。

例如，质谱法、质谱联用法等。

5.核磁共振分析法：核磁共振分析法是通过对待测物质的核自旋粒子在磁场中的共振现象进行分析和鉴定的一种方法。

例如，核磁共振波谱法、核磁共振成像法等。

6.电子显微镜分析法：电子显微镜分析法是通过利用电子束对物质进行扫描或成像，再通过对物质电子散射、穿透等特性的分析来进行分析和检测的一种方法。

例如，透射电子显微镜法、扫描电子显微镜法等。

7.质谱分析法：质谱分析法是通过测定待测物质分子的质量和相对丰度来进行分析和鉴定的一种方法。

例如，质谱法、质谱联用法等。

二、仪器分析的应用领域1.环境领域：仪器分析在环境监测方面起着重要作用，可以用于空气、水、土壤等环境样品中有害物质的检测和分析。

2.生物医学领域：仪器分析在生物医学研究和医疗诊断中也得到广泛应用，例如生物芯片技术、核磁共振成像等。

3.食品安全领域：仪器分析可以用来检测食品中的残留农药、重金属等有害物质，并确保食品的安全。

4.材料科学领域：仪器分析在材料科学研究和制备中起着重要作用，可以用于材料成分分析和结构表征等。

仪器分析-电位分析法

E电池 = E甘 – E玻
E电池
E甘
K玻
2.303RT F
pH试
K'
2.303RT F
pH试
取标准pH缓冲液和被测溶液分别测得的电池电动势为 Es 和 Ex 时：
pH x
pHs
Ex Es 2.303RT /
F
§4-4 离子选择性电极法
一、离子选择性电极的响应原理离子选择电极（ion selective electrode,
Cx = -
cSVS V0
方法特点：能校正单次加标样造成的偶然误差，
定量精度较高。但必须作图，数据处理慢。
பைடு நூலகம் 下图
4、离子选择电极电位法的应用
离子选择性电极是一种以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极。由于所需仪器设备简单，轻便，适于现场测量，易于推广，对于某些离子的测定灵敏度可达ppm级（个别可达ppb数量级），特效性较好，因此发展极为迅速。
(standard curve, working curve)
特点：简单、快速、
logai
需要配置浓度稳定的一系
列标准溶液、便于批量分 E
析。但不能完全消除样品
中基底组分的干扰，需要
加大量“总离子强度缓冲
剂”。
logci
2、标准加入法 Standard addition method
设某未知试样的体积为V0 , 被测离子浓度为Cx , 则测得的电动势 Ex为：
极电位（E ’ )与反应型体活度的关系由能斯特
方程（Nernst equation ）表示：
若某一电极上半反应的方程式为： Ox + ne Red
a 则其电极电位为 E E RT ln Ox a nF