电化学分析方法

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化学实验中的常见电化学分析方法

化学实验中的常见电化学分析方法

化学实验中的常见电化学分析方法电化学分析是一种常见的化学分析方法,通过应用电化学原理,利用电流、电势、电解质溶液等参数来进行物质的检测和分析。它能够快速、灵敏地检测出微量物质,并且具有较高的准确性和重现性。本文将介绍几种在实验室中常见的电化学分析方法。

一、电解电位法

电解电位法是最常见的电化学分析方法之一,它通过测量电极在电解质溶液中产生的电位变化来分析物质。在实验中,通常采用参比电极和工作电极的组合,参比电极用于提供一个标准的电势参考,而工作电极用于与待测物质发生反应。主要包括极谱法、库仑分析法和电势滴定法等。

1. 极谱法

极谱法是通过控制电解质溶液中的电流,测量电极的电势变化来分析物质。常见的极谱法包括阳极极谱和阴极极谱。阳极极谱常用于有机化合物的分析,如药物、农药等,而阴极极谱常用于金属、合金等无机物质的分析。

2. 库仑分析法

库仑分析法是通过测量电解质溶液中的电流大小和时间,计算出反应物质的含量。它常用于分析氧化还原反应、电沉积和电解等过程中的物质。

3. 电势滴定法

电势滴定法是利用电解电位的变化来进行滴定分析的方法。它常用

于测定银离子、溶氧量、氟离子等物质的含量。

二、电化学传感器法

电化学传感器法是基于电化学原理的一种常见的快速检测方法,它

通过改变电极电位来检测待测物质。电化学传感器的结构一般由工作

电极、参比电极和引用电极(或对电极)组成。

1. 离子选择电极

离子选择电极通过选择性地与某种特定离子发生反应,从而改变电

极电位来检测离子的浓度。常见的离子选择电极包括氢离子选择电极、钠离子选择电极等。

电化学分析法

电化学分析法

电化学分析法

电化学分析法是一种用电子换算来获取分析物质的含量的一种常用实验分析方法,有时也被称为“电感耦合等离子体发射光谱法”,是一种微量分析技术。它被广泛运用在化学、制药、食品、石油、环境分析、材料测试等领域。

电化学分析的特点是用电解液进行表征而不需要耗费大量的时间,可以检测出微量元素。它有三大特点:一是测量灵敏度高,二是分析速度快,三是准确可靠。

电化学分析法可以检测一种元素能否转变成另一种元素,也可以分析化合物中的成分。它的原理是,利用电解电池,通过产生的电流的多寡来检测物质的含量,从而推断物质的部分成分和构造。

电化学分析法的实验方法主要有两种:一种是反应比色分析法,另一种是电化学计数法。反应比色分析法是一种快速、简便的实验方法,可以在短时间内得到比较可靠的结果。而电化学计数法则是一种更有效率的实验方法,可以对物质的含量进行精确测定。

电化学分析法有一些限制,主要是需要具备较为复杂的实验设备,需要操作人员具备一定的技术水平。另外,这种方法依赖于电池电流的大小,多数现代设备可以获得比较准确的结果,但仍有一定误差值的存在。

电化学分析法的应用主要表现在它可以用来检测微量的金属离子,用来检测有机化合物中的有毒成分,也可以用来分析电子器件的成分元素,以及定量和定性分析等。

总之,电化学分析法是一种快速、灵敏度高、准确可靠的分析技术,从海量数据中获得有效信息,为实验者提供了一种全面、有效的检测方法。通过此方法对物质的组成成分进行定性和定量分析,使用者可以深入了解物质的结构和变化,为科学的深入发展提供有力的依据。

电化学分析法

电化学分析法

电化学分析法

电化学分析法是一种广泛应用于化学领域的分析技术,它基于电化

学原理,通过测定电化学反应产生的电流或电压来定量或定性分析物

质的成分。本文将介绍电化学分析法的原理、应用领域以及一些常见

的技术和设备。

一、原理

电化学分析法基于电化学反应的原理,其核心是电解质在电场中的

行为。在电化学分析中,通常涉及到两种主要类型的电化学反应:氧

化还原反应和离子传递反应。

1. 氧化还原反应:氧化还原反应涉及电子的转移,其中一个物质被

氧化(失去电子),而另一个被还原(获得电子)。这些反应通常涉

及电极上的电子流动,产生电流或电压信号。电位差的测量可以用来

定量分析样品中的成分。

2. 离子传递反应:离子传递反应涉及离子在电场中的迁移。这种类

型的反应通常涉及离子选择性电极,例如pH电极、离子选择性电极等。离子的浓度变化可以通过电压信号来测量,从而进行定量分析。

二、应用领域

电化学分析法在各种应用领域中都有广泛的用途,包括但不限于:

1. 环境分析:电化学分析法可用于监测环境中的水质、空气质量和土壤污染物。例如,它可以用于检测重金属离子、有机污染物和酸度等。

2. 化学工业:电化学分析法在化工生产中用于监测反应中的中间体和产物,以确保产品的质量和合规性。

3. 制药工业:药物的分析、质量控制和药物代谢研究都依赖于电化学分析法,以确保药物的纯度和活性。

4. 食品分析:电化学分析法用于检测食品中的添加剂、营养成分和有害物质,以确保食品的质量和安全。

5. 能源领域:电化学分析法在电池和燃料电池的研究中起着重要作用,用于分析电极材料、电解质和反应机制。

电化学常用分析法

电化学常用分析法

交流阻抗法
22
4.1.2在控制界面中点击图标,在弹出的对话框中设置参数。
• •







Init E (V):起始电位,-10 -+10 High E (V):最高电位,-10-+10 Low E (V): 最低电位,-10 -+10 Initial Scan:起始扫描方向,Positive (阳极)或者 Negative 阴极) Scan Rate (V/s):扫描速度,1e-6 - 20000 Sweep Segments :扫描圈数, 1 - 1000000 Sample Interval (V):样品间隔, 1e-6 - 0.064 Quiet Time(sec):静止时间,0 - 100000 Sensitivity (A/V):灵敏度,1e-12 - 0.1
23
DPV操作步骤: 1 测背景(缓冲液) 点击测试 →查看曲线→保 存 →再次检测→ Graphics →overplay →保存(直到 曲线完全重合) 2 待测样 将待测样品加入缓冲溶液中, 混合均匀,开始检测,平行 做三次,每次相隔20min。
24
20
扫描电化学显微镜(型号CHI900b)
整机由三电极系统、电化学工作站、微机组成
1 白夹线- 参比电极 2 绿夹线- 工作电极 3 红夹线- 辅助电极

什么是电化学分析法

什么是电化学分析法

什么是电化学分析法

电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。其操作方便,应用广泛,既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于生产、生活等各个领域。

电化学分析法通常将试液作为化学电池的一个组成部分,根据该电池的某种电参数(如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等)与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。其中,电位分析法是基于溶液中某种离子活度和其指示电极组成的原电池的电极电位之间关系的分析方法。直接电位法是通过测量溶液中某种离子与其指示电极组成的原电池的电极电动势直接求算离子活度的方法。电位滴定法是通过测量滴定过程中原电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定分析方法。电解分析法则是根据基于溶液中某种离子和其指示电极组成的电解池的电解原理建立的分析方法。

电化学分析法的优点包括灵敏度高、选择性好、设备简单等。许多电化学分析法既可定性,又可定量,既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于生产、生活等各个领域。

以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

电化学分析方法及步骤详解

电化学分析方法及步骤详解

电化学分析方法及步骤详解

电化学分析是指利用电化学原理和方法来进行定性和定量分析的一种实验技术。它广泛应用于电池材料、环境监测、生物医学等领域。本文将详细介绍电化学分析的方法和步骤。

一、电化学分析的基本原理

电化学分析基于电化学原理,主要包括电化学反应和电极电位的测定。在电化

学反应中,通过在电解质溶液中加入电流,使电解质溶液发生氧化还原反应,产生电流信号。根据电流信号的大小,可以得到被测物质的浓度或含量。

电极电位的测定是电化学分析的基础。电极电位是指电极在溶液中的电位差。

通过测量电极电位的变化,可以得到溶液中的离子浓度等信息。

二、电化学分析的常用方法

1. 电位滴定法(electrode potential titration)

电位滴定法是一种常用的电化学分析方法。首先,在电解质溶液中加电流,使

电解质发生氧化还原反应。然后,在滴定过程中测量标准电极和指示电极之间的电位差,并根据电位差的变化判断反应的终点。

2. 循环伏安法(cyclic voltammetry)

循环伏安法是一种经典且常用的电化学分析方法。它通过在电解质溶液中施加

正弦波电势,并通过测量电流的变化来研究物质的电化学反应过程。循环伏安法可以用来研究溶液中物质的电化学性质、测量物质的含量和浓度等。

3. 电化学阻抗谱法(electrochemical impedance spectroscopy)

电化学阻抗谱法是一种高精度的电化学分析方法。它通过测量电解质溶液中交

流电势和电流的关系,来研究物质的电化学性质。电化学阻抗谱法可以用来研究物质的电导率、电荷转移、界面反应等。

电化学分析方法

电化学分析方法

一、甘汞电极(Calomel electrode)
电极组成:Hg Hg2Cl2,KCl(c)
电极反应:Hg2Cl2(s) + 2e == 2Hg(l) + 2Cl电极电位:
可见,电极电位与Cl-的活度或浓度有关。
二、Ag/AgCl电极(silver/silver chloride electrode)

上述方程式称为电极反应的Nernst方程。
Cr2 O7
2
14 H 6e 2Cr
+ ne

3
7H 2O
aOx
bRed 氧化态活度
ox
标准电极电位
Re d
0.059 a ox lg b n a Re d

a
还原态活度 电子得失数
半反应中固态物质的活度定为1 半反应中纯溶剂的活度定为1
半反应中气态物质的活度用气体分压来表示
例如
AgCl ( s ) e Ag ( s ) Cl
AgCl / Ag

AgCl / Ag

0.059 lg
1
O 2 ( g ) 4 H 4e 2 H 2 O
O
2
Cl

/ H 2O


O2 / H 2O
0.059 lg PO2 4 H 4

电化学分析法的原理及应用

电化学分析法的原理及应用

电化学分析法的原理及应用

1. 什么是电化学分析法?

电化学分析法是一种利用电化学原理对化学物质进行定性和定量分析的方法。

其基本原理是通过测量电化学过程中发生的电流、电压、电荷等参数的变化来推断被分析物质的性质和浓度。

2. 常用的电化学分析法

2.1 电位滴定法

•原理:通过测量电位的变化来推断滴定过程中被测物质的浓度或滴定终点的产生。

•应用:常用于酸碱度分析、氧化还原滴定分析等。

2.2 极谱法

•原理:通过测量电化学过程中电流与电势的关系来推断被测物质的浓度。

•应用:常用于药物分析、无机物分析等。

2.3 循环伏安法

•原理:通过在电极上施加交变电势并测量电流的变化来推断被测物质的电化学行为。

•应用:常用于电极表面活性物质的分析、腐蚀反应的研究等。

2.4 电化学阻抗法

•原理:通过测量电化学系统中的交流电流响应来推断被测物质的电荷传递过程和界面特性。

•应用:常用于材料电化学性能分析、催化剂反应研究等。

3. 电化学分析法的应用领域

3.1 环境分析

•对水体、大气等环境样品中的有害物质进行定量和定性分析,如重金属离子、毒性有机物等的监测。

3.2 生物医学分析

•在体外诊断中,利用电化学分析法对临床样品中的生物分子进行检测,如葡萄糖、脂质、蛋白质等。

3.3 药物分析

•对药物的含量、纯度、稳定性等进行分析,保证药品的质量和安全性。

3.4 食品分析

•对食品中的添加剂、重金属、农药残留等进行分析,保障食品的质量和安全性。

3.5 能源领域

•对能源材料、电池、燃料电池等进行电化学性能分析,提高能源转化和储存的效率。

电化学分析法

电化学分析法

3. 电导分析法: 电导法、电导滴定法 4. 伏安法和极谱分析法: 电解,根据电流-电位曲线来进 行分析 液态电极作工作电极——极谱法 固态电极作工作电极——伏安法
特点
1. 分析速度快;
2. 选择性好;
3. 灵敏度高;
4. 用量少,适用于进行微量操作;
5. 仪器简单,经济并易于自动控制。
第一章 电化学分析法


举例:
大肠杆菌-二氧化碳气敏电极-赖氨酸
链球菌-氨气敏电极-精氨酸
3. 电位法免疫电极

原理:抗体与抗原结合后的电化学性质与单一抗 体或抗原的电化学性质有较大的差别。 方法:将抗体(或抗原)固定在电极的表面,与 抗原(或抗体)形成免疫复合物后,电极表面的 性质发生了改变,从而引起电极电位的改变。
氧化 阳极 E = E + - E- ( = E 右 - E左 ) E>0 原电池 E<0 电解池 还原 阴极 +
1.1.2 电极电位
双电层和金属电极电位
2~30nm 金 属 锌 ++ + + + + + + + + + + + + + + 2+ Zn ++- + +- + - + + + - + + 主体溶液

电化学反应分析

电化学反应分析

电化学反应分析

电化学反应分析是通过测量电流、电位和电荷等参数,来研究物质在电极上的反应性质和机理的一种方法。这种分析技术广泛应用于电池、腐蚀、电解、电镀、氧化还原反应等领域。本文将从电化学反应分析的原理、方法和应用等方面进行论述。

一、电化学反应分析的原理

电化学反应分析的原理基于电化学实验中通过测量电流和电位变化来揭示反应机理的基本思想。根据反应类型的不同,电化学实验可以分为电解实验和电化学电池实验。其中,电解实验通过外加电源提供电流,使化学反应逆向进行,从而从反应体系中提取出产物;而电化学电池实验则是利用化学反应在电极上产生电流,通过测量电流和电位的变化,来揭示反应过程。

二、电化学反应分析的方法

1. 循环伏安法:循环伏安法是一种常用的电化学反应分析方法,通过在电极上施加一定的电压,测量电流与电位之间的关系,绘制循环伏安曲线。通过分析循环伏安曲线的形状和峰电位等参数,可以获得反应的电子转移动力学信息和反应机理。

2. 恒电位法:恒电位法是另一种常见的电化学反应分析方法,通过在电极上施加一定的恒定电位,测量随时间变化的电流,来研究反应的动力学行为。通过分析电流时间曲线的变化趋势,可以得到反应速率、反应物浓度等信息。

3. 交流阻抗法:交流阻抗法是一种用于电化学体系界面分析的方法。通过在交流电压下测量电流与电位之间的关系,分析频率响应曲线和

阻抗谱,可以了解电极反应界面的电荷传递和质量传递过程。

4. 电位扫描法:电位扫描法是一种用于表征反应电位区域的方法。

通过在特定电势范围内,以一定速率改变电位,并测量电流和电位之

电化学分析法的工作原理

电化学分析法的工作原理

电化学分析法的工作原理

电化学分析法是通过测量电化学过程中的电流、电压和电荷等参数来定量分析和检测物质的一种方法。其工作原理可以总结为以下几个步骤:

1. 电化学反应:将待分析的物质与电极反应,产生氧化还原反应或其它电化学反应。

2. 电势差测量:将电极引入待测溶液中,接通外电源使电极发生氧化还原反应,测量电极与参比电极之间的电势差(电压)。

3. 电流测量:根据电势差施加一定的电势,产生电流通过电极,测量电流大小。

4. 定量分析:通过测量的电流、电压和电荷等参数,根据理论公式进行计算,并与标准曲线或标定样品对照获得待测物质的浓度或定量结果。

综上所述,电化学分析法的基本原理是通过电化学反应的产生的电势差和电流的测量,根据物质的电化学性质,从而可以得到待测物质的定量分析结果。

电化学方法

电化学方法

电化学方法

电化学方法是一种通过控制电流和电压来实现化学反应的方法。它广泛应用于

电化学能源转换、电化学分析、电镀、腐蚀控制和环境保护等领域。电化学方法的原理是利用电子传递和离子传递来实现化学反应,因此在很多领域都有着重要的应用价值。

在电化学能源转换方面,电化学方法被广泛应用于电池和燃料电池的研究和生

产中。通过控制电流和电压,可以实现正极和负极的化学反应,从而将化学能转化为电能。同时,电化学方法也可以用于电解水制氢和氧气,实现能源的储存和转换。

在电化学分析方面,电化学方法可以用于测定物质的含量和性质。常见的电化

学分析方法包括电位滴定、循环伏安法和交流阻抗法等。这些方法通过测定电极的电位和电流响应,可以快速、准确地分析样品中的物质成分和浓度。

在电镀和腐蚀控制方面,电化学方法可以用于表面处理和防护。通过控制电流

密度和电解液成分,可以实现金属表面的镀层和防腐蚀处理,提高材料的耐蚀性和耐磨性。

在环境保护方面,电化学方法可以用于废水处理和废气处理。通过电化学方法

可以实现废水中有害物质的降解和去除,同时还可以利用电化学方法来净化废气中的有害气体,保护环境和人类健康。

总的来说,电化学方法是一种非常重要的化学方法,它在能源转换、分析检测、材料表面处理和环境保护等方面都有着广泛的应用。通过不断的研究和创新,电化学方法将会在更多的领域发挥重要作用,为人类社会的可持续发展做出贡献。

电化学分析法

电化学分析法

玻璃膜形成示意图
ir:内参比电极,j:玻璃膜内表面与参比溶液界面间的电位, 0:玻璃膜外表面与试液界面间的电位,a:不对称电位, ISE:玻璃电极总电位
ISE ir j o a
ISE ir j o a
其中0取决于试液中的氢离子活度和硅胶层中的氢离子活度
o
o
RT ln nF
0
0.0592 /
2 lg
a2 H
0 0.0592 lg a
H
PH2
PH2
一、电位分析法概述
分析原理 在零电流条件,利用电极电位与待测
物质溶液中某种组分浓度关系,而实现 定量测定的电化学分析方法
分类: 直接电位法(离子选择性电极法) 电位滴定法
二、离子选择性电极
离子选择性电极的发展 玻璃电极 氟电极 其它类型的离子选择性电极 离子选择性电极的基本特性
常用的是饱和甘汞电极(0.2416V)和 Ag/AgCl电极(0.2224V)
玻璃电极
Ag-AgCl电极
饱和甘汞电极(0.2416V)
按组成和作用机理分:
第一类电极──金属-金属离子电极
例: Ag-AgNO3电极(银电极),Zn-ZnSO4电极(锌电 极)等。
电极电位为:
0.0592
lg
Ox Re d
Ox Re d
RT nF ln aOx

电化学分析方法

电化学分析方法

杨航锋化学工程2111506055

电化学分析法

电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便,许多电化学分析法既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于,在生产、等各个领域有着广泛的应用。

电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分,可分为: 电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。

1. 电位分析法

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。Nernst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Nernst方程式是电位分析法的理论基础。

参比电极

搅拌器

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SCE)构成一个测量电池(是一个原电池)如上图所示。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 =©参比一©指示由于©参比不变,©指示符合Nernst方程式,所以E的大晓取决于待测物质离子的活度(或浓度),从而达到分析的目的。

电化学分析【电化学方法总结】

电化学分析【电化学方法总结】

电化学分析【电化学方法总结】

循环伏安法

1 定义:循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,使电极上能交替发生还原反应和氧化反应,记录电流-

电势曲线。

单圈扫描:电位在初始电位维持一段平衡(静置)时间后,开始匀速变化(扫描速度为v=dE/dt),扫描到第1个换向电位后,某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间,然后电位反向扫描到第2个换向电位,某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间,然后再扫描到最终电位)。

多圈扫描:在初始电位起扫后,在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈,最后扫描到最终电位。

2 特点:

Ⅰ:激励信号:施加的电压为三角波电压,双向扫描,分为氧化过程和还原过程,氧化态电势高,还原态电势低。

Ⅱ:参数设置:两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位,起始电位不应破坏溶液的初始条件;若起始电位与溶液初始条件不一致,则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。

Ⅲ:实验条件:进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态,若搅拌则记录的图中不会出现峰,相反呈S 型。

3 所得:

Ⅰ:判断电极反应的可逆程度,依据为峰电流比及峰电势差,对于可逆体系:i pa /i pc ≈1;E pa /E pc ≈2.3RT/nF。

Ⅱ:判断电极表面的修饰情况,峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断,实际循环伏安图中,存在充电电流的影响,因此CV 峰电流测量不太容易精确。

电化学分析技术.

电化学分析技术.

电 流 计
参 比 电 极
pH玻 璃 电 极
H2 CO3 H2 O CO2 CO2
H+ HCO3 -
标本
CO2
CO2
CO2
(三)酶电极

是指一类将酶固化在电极表面制成的生物传感器。这类传感器 将固化酶层和化学传感器结合在一起,不仅具有不溶性酶体系 的优点,而且具ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电化学电极的高灵敏度,在许多实际分析中 能够省去样品预处理手续直接测定。常用的酶电极还有测定尿 素、尿酸、肌酐、维生素C、乙醇、乳酸、蛋白质等酶电极。

用玻璃电极作指示电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极, 组成电池 Ag|AgCl,0.1mol· L-1HCl|玻璃膜|试液||KCl(饱和),Hg2Cl2|Hg
此电池中,以玻璃电极为负极,甘汞电极为正极,电池电动势E

钠电极的玻璃组成为SiO272%、Na211%和Al2O318% 钾电极的玻璃组成为SiO267%、Na227%和Al2O35%
管 路

测 pH参 比 电 极 量 pH 电 极 PCO2 电 极
前 置 放 大 显示器 放大 数据转换
量 系 统 室
毛 细 管 PO2 电 极
进样口 温度控制 微机
打印机 键盘

电解质分析仪一般都要求24小时开机,其目的是为了保持电 极膜很好的水化,增加电极的稳定性;如果使用后经常关闭 仪器,使得电极膜干燥,会加速电极膜的失效和产生测定中 的漂移现象;仪器正常启动后,清洗管路,进行两点校准, 每隔2小时自动单点校准一次;每天测定完后根据仪器的要求 对电极进行必要的保养,去除粘着在电极膜上的蛋白质等物 质。
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电化学分析法

电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便,许多电化学分析法既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于,在生产、等各个领域有着广泛的应用。

电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分,可分为:电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。

1.电位分析法

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。Nernst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Nernst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SCE)构成一个测量电池(是一个原电池)如上图所示。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Nernst方程式,所以E的大晓取决于待测物质离子的活度(或浓度),从而达到分析的目的。

1.1电位分析法的分类

直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极,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Nernst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。

1.1.1 直接电位法特点

1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。

2.测定速度快,测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、

细胞等对象的分析。

1.1.2 电位滴定法特点

1.准确度比指示剂滴定法高,更适合于较稀浓度的溶液的滴定。

2.可用于指示剂法难进行的滴定,如极弱酸、碱的滴定,络合物稳定常数较小的滴定,混浊、有色溶液的滴定等。

3.可较好地应用于非水滴定。

2.电势分析法

电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差),以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法和电势滴定法。直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确,但操作相对麻烦,并且需要仪器,所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂,或者待测液混浊、有色,不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。

3.电导分析法

电导分析法是指以测量待测溶液电导为基础的分析方法,是电化学分析的一个分支,可分为直接电导法和电导滴定法两类。电导法具有极高的灵敏度,

但几乎无选择性,因此在分析中应用不广泛。它主要用于检测水的纯度、分析大气中有害气体,如SO2、CO2、HCl、HF等,或者测定难溶电解质的溶度积以及弱酸的离解常数等。

4.电解与库仑分析法

电解分析法是一种经典的电化学分析法,它包括两种内容:

1.电重量分析法――通过电解后直接称量电极上被测物质的质量进行分析的,常用于高含量物质的分析;

2.电解分析法――控制一定的电解条件进行电解以达到不同物质的分离。

库仑分析法也是建立在电解过程上的分析法,它是通过测量电解过程所消耗的电量来进行分析的,主要用于微量或痕量物质的分析。

库仑分析法是指在适当的条件下,测量通过电解池的电量,求得在电极上发生反应的物质的量的电化学分析方法。库仑分析法包括控制电位库仑分析法和恒电流库仑分析法两种,可用于对无机和有机化合物的定量分析,尤其是可用于测定不稳定化合物,再者该方法准确度较高,因此其应用范围在不断地扩大。

4.1控制电流电解分析法

电解分析一开始就施加较高的外加电压,产生较为稳定的电解电流(一般3A以下)。随着电解的进行,电流会衰减,因此需不断增加外加电压,以保持电流的基本稳定。经一段时间的电解,待待测物质完全析出在铂网上后,取出铂网,洗净,烘干并称重。

这个方法的仪器简单,分析速度快,准确度高。

分析的准确度在很大程度上取决于电解析出物的性状。析出物必需纯净并牢固附着在电极上,以防止洗、烘、称时脱落。采用大面积的铂网可以降低电流密度,充分搅拌可以使析出物均匀,采用络合性的电解液可以使电极反应温和,析出物较致密。

5.极谱分析法

极谱分析法是一种特殊的电解分析法,是将被测溶液放在一个具有滴汞电极的电解池中进行电解,再根据电解过程中所得的电流—电压曲线进行定性和定量分析的方法。若电解池中不是滴汞电极,而使用的是固体电极或表面静止的电极。如铂电极、悬汞电极、汞膜电极等作为工作电极,则称为伏安法。极谱法是

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