电化学测量技术-_讲稿_
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《电化学测量方法》课件
深入了解电解质、导体和半 导体之间的区别与联系。
活化能、离子迁移、电 荷传递速率
探索电化学反应中的活化能、 离子迁移和电荷传递速率对 反应速度的影响。
电化学分析技术
1
电位滴定分析法
学习电位滴定分析法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
2
循环伏安法
了解循环伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
工业Байду номын сангаас产中的应用
深入了解电化学分析在工业生 产中的应用，如电镀、金属腐 蚀和电池制造。
总结与展望
电化学测量方法的发展历程与现状
回顾电化学测量方法的发展历程，了解当前的电化学测量技术现状。
未来电化学测量方法的发展趋势
展望未来电化学测量方法的发展趋势，包括新技术、应用领域拓展等。
3
周期伏安法
探索周期伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
4
交流阻抗法
深入了解交流阻抗法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
应用案例分析
环境监测中的应用
探讨电化学分析在环境监测中 的重要应用，如水质检测和大 气污染监测。
生物医药中的应用
了解电化学分析在生物医药领 域的应用，如药物检测和生物 传感器的开发。
《电化学测量方法》PPT 课件
欢迎来到《电化学测量方法》的PPT课件！通过本课件，我们将深入了解电化 学的基础知识、电化学分析技术以及相关应用案例。准备好迎接精彩的学习 之旅吧！
电化学基础知识
电荷、电流、电势的定 义
探索电化学中最基本的概念， 包括电荷、电流和电势的定 义。
电解质、导体、半导体 的区别
活化能、离子迁移、电 荷传递速率
探索电化学反应中的活化能、 离子迁移和电荷传递速率对 反应速度的影响。
电化学分析技术
1
电位滴定分析法
学习电位滴定分析法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
2
循环伏安法
了解循环伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
工业Байду номын сангаас产中的应用
深入了解电化学分析在工业生 产中的应用，如电镀、金属腐 蚀和电池制造。
总结与展望
电化学测量方法的发展历程与现状
回顾电化学测量方法的发展历程，了解当前的电化学测量技术现状。
未来电化学测量方法的发展趋势
展望未来电化学测量方法的发展趋势，包括新技术、应用领域拓展等。
3
周期伏安法
探索周期伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
4
交流阻抗法
深入了解交流阻抗法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
应用案例分析
环境监测中的应用
探讨电化学分析在环境监测中 的重要应用，如水质检测和大 气污染监测。
生物医药中的应用
了解电化学分析在生物医药领 域的应用，如药物检测和生物 传感器的开发。
《电化学测量方法》PPT 课件
欢迎来到《电化学测量方法》的PPT课件！通过本课件，我们将深入了解电化 学的基础知识、电化学分析技术以及相关应用案例。准备好迎接精彩的学习 之旅吧！
电化学基础知识
电荷、电流、电势的定 义
探索电化学中最基本的概念， 包括电荷、电流和电势的定 义。
电解质、导体、半导体 的区别
电化学测量技术
循环伏安法
循环伏安法是指在
电极上施加一个线 性扫描电压，以恒 定的变化速度扫描， 当达到某设定的终 止电位时，再反向 回归至某一设定的 起始电位，循环伏 安法电位与时间的 关系如图所示
循环伏安法的原理
如下图所示，循环伏安法中扫描电压呈等腰三角形。如果前 半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴 极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被 氧化的阳极过程。因此．一次三角波扫描完成一个还原过 程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。
2、电流的测量和控制
极化电流的测量和控制主要包括两种不同的方式 ⑴在极化回路中串联电流表，适当选择电流表的量程和精度 测量电流。这种方式适用于稳态体系的间断测量，不适合 进行快速、连续的测量。 ⑵使用电流取样电阻或电流-电压转换电路，将极化电流信号 转变成电压信号，然后使用测量、控制电压的仪器进行测 量或控制。这种方法适用于极化电流的快速、连续、自动 的测量和控制。 ⑶另外还可能对极化电流进行一定的处理后，再进行测量。 例如，采用对数转换电路，将电流转换成对数形式再进行 测量，这种方式常用于测定半对数极化曲线。再如，采用 积分电路，将电流积分后再进行测量，从而直接测得电量。
通过对实验结果分析，获取和揭示可归 结为电化学反应的化学物质变化的信息和 规律。
二、电化学测量的基本知识
1、电极电势的测量和控制
2、电流的测量和控制 3、电化学测量的基本元件介绍
1、电极电势的测量
⑴当用电势差计接在研究电极和参比电极之间时测量电路中没有电流流过， 此时测得的研究电极电势V=V开=E；但是使用电压表作为测量仪器，电 路中不可能完全没有电流，V=V开－i测R池= i测R仪器≠ E，所以对测量和控制 电极电势的仪器有一系列的要求。 ⑵要求测量仪器有足够高的输入阻抗，以保障测量电路中的电流足够小， 使得电池的开路电压绝大部分都分配在仪器上，同时测量电路中的电流 小还不会导致被测电池发生极化，干扰研究电极的电极电势和参比电极 的稳定性。 ⑶要求仪器有适当的精度、量程，一般要求能准确测量或控制到1mV。 ⑷对暂态测量，要求仪器有足够快的响应速度，具体测量时，对上述指标 的要求并不相同，也各有侧重，需要具体问题具体分析。
电化学测量技术-(讲稿)
AC AC
'
在测定原电池电动势的过程中应注 意：若检流计始终向一个方向偏转 检流计始终向一个方向偏转， 检流计始终向一个方向偏转 要认真检查电路和接线，发生此类 现象的可能原因 可能原因有: 可能原因 高于电位差计的量限 量限。 被测电势高于 高于 量限 工作电池没有输出 没有输出或工作电池电压 没有输出 值低于 低于规定值。 低于 断路。 工作电流回路断路 断路 被测电池或标准电池、工作电池 的极性接反 极性接反。 极性接反
伏打在演示电堆实验(1801)
静电
电的分类 动电
直流电
交流电
三. 试电笔 和 万用表 的使用
①试电笔/验电笔 试电笔/
试电笔组成
试电笔由笔尖金属体 笔尖金属体、电阻、氖管、笔身、小窗、弹簧和笔尾的金属体 笔尖金属体 笔尾的金属体 组成。 当试电笔测试带电体时，只要带电体、电笔和人体，大地构成通路，并 且带电体与大地之间的电位差超过一定数值 带电体与大地之间的电位差超过一定数值(例如60伏)，试电笔之 带电体与大地之间的电位差超过一定数值 中的氖管就会发光 氖管就会发光(其电位不论是交流还是直流)，这就告诉人们， 氖管就会发光 被测物体带电，并且超过了一定的电压强度。
1780年11月的一天，意大利生物学家伽伐尼教授正在厨 房里做菜，今天他准备做的菜是烩蛙腿——这是一道传统 的波洛尼亚名菜。他用铜钩把新解剖的青蛙挂在花园里的 铁栏杆上，发现每当铁栏杆与青蛙的肌肉接触一次， 肌肉 铁栏杆与青蛙的肌肉接触一次， 铁栏杆与青蛙的肌肉接触一次 就会收缩一下。为了弄清其起因，伽伐尼又做了大量实验。 就会收缩一下 如：他用铜钩勾住蛙腿，平放在玻璃板上，再用一根细长 的弯铁杆，一端去接触铜钩，另一端去碰蛙腿。果然看到 了蛙腿会颤动。但是换一根玻璃弯杆去试验，青蛙却一点 也不会动。伽伐尼提出了动物体内存在着“动物电”的设 想，金属弯杆只是起着一种传导作用。并于1792年发表了 《论肌肉中的电力》一文，向科学界宣布他对“动物电 动物电” 动物电 的论述：“在紧缩现象发生时，有一种很细的神经流体从 神经流到了肌肉里去了，这就像莱顿瓶中的电流一样……” 伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬，大家推崇说这是科技史上 一件有意义的大发现。 伽伐尼成名之后，到各地去演说，宣扬他的“动物电”观点。
《电化学测试方法》课件
05
电化学测试技术发展前景
新型电极材料的研发
总结词
随着科技的发展，新型电极材料在电化学测试领域的应用越 来越广泛，它们具有更高的电化学活性和稳定性，能够提高 电化学测试的精度和可靠性。
详细描述
新型电极材料如纳米材料、碳基材料、金属氧化物等，具有 优异的电化学性能和独特的物理化学性质，能够适应各种不 同的电化学测试需求。它们的研发和应用，将为电化学测试 技术的发展开辟新的道路。
03
恒电位法可以用于研究腐蚀电化学、电化学合成和 电镀等领域。
循环伏安法
循环伏安法是一种常用的电化 学测试方法，通过控制电极电 位在一定范围内循环变化来研 究电极反应。
该方法可以用于研究电极反应 的可逆性和不可逆性，以及电 化学反应的动力学参数和机理 。
循环伏安法在电化学分析、腐 蚀电化学和电化学合成等领域 有广泛应用。
电极反应与电池反应
总结词
电极反应是电化学中的基本单元，电池反应则是多个电极反应的组合。
详细描述
电极反应是指在电极上发生的化学反应，是电化学中的基本单元。电池反应则 是由一个或多个电极反应组合而成，是实现电能与化学能相互转化的整体反应 。
电极电位与电池电位
总结词
电极电位是电极与溶液之间的电势差，电池电位则是电池中正负极电位的代数和。
分类
根据电极反应类型，可分为阳极和阴极。
电解池的工作原理
电解过程
在电解池中，电流通过电极和电解质溶液，使电解质溶液中的离子 在电极上发生氧化还原反应，从而实现电能向化学能的转化。
电子转移
在电极上，电子通过外电路从阳极流向阴极，而电解质溶液中的离 子则通过扩散作用或对流作用迁移到电极表面。
电流分布
电化学阻抗谱EIS高级电化学测量技术PPT学习教案
Nyquist 图上为圆心为 (R/2，0), 半径为R/2半的半圆
第18页/共45页
浚俳楝爪牍堙甾眙倥缇噤臌傈髋幺涩鼎咆谑盎腐癍啬
19
Z Z ' jZ ''
电组R和电感L串联的RL电路 电组R和电感L并联的RL电路
结论： 串联组成的复合元件，其频率响应在阻抗复平面上表现 为一条与虚轴平行的直线； 并联组成的复合元件，其频率响应在阻抗复平面上表现 为一个半圆。
i C de dt
i CE sin(t ) 2
i E sin(t )
XC
2
XC
1 C
电容的容抗（），电容的相位角=/2
写成复数：ZC jXC j(1/C) 实部： ZC' 0 虚部： ZC'' 1/C
阻抗模值： / Z / 1/ C
Nyquist 图上为与纵轴（虚部）重合的一条直 线
在固体电极的EIS测量中发现，曲线总是或多或少的 偏离半圆轨迹，而表现为一段圆弧，被称为容抗弧 ，这种现象被称为“弥散效应”，原因一般认为同 电极表面的不均匀性、电极表面的吸附层及溶液导 电性差有关，它反映了电极双电层偏离理想电容的 性质。
第23页/共45页
梳绞篡悟反桦啶俱鬏弱弓娄窈唳对茺狱链昌郢倭菜踽赂诚辽跌漂夜牒浊拇裳兜曰铀解蝉羰七几猢栓缉袍秃卡蛋谝氢璧何嘞磊肝弊盂老触靠
从Nyquist 图上可以 直接求出R和Rct。 0
• ，ZReR • 0，ZReR+Rct
P
R Rct / 2
由半圆顶点的可求得Cd 。
半圆的顶点P处：
R
Rct 2
PCdRct 1
第22页/共45页
Cd
1
Rct
电化学测试技术PPT课件
19
控制电位暂态法技术测定的参数： • 电化学参数，Cd、Rt、Rr、ia、n、D等； • 电位阶跃法测定电极真实表面积； • 方波电位法研究特性吸附现象； • 三角波电位扫描法研究电极反应。
20
五.交流阻抗法
• 电化学阻抗谱是指通过控制工作电极在小振幅正 弦波电位扰动的条件下，同时测量系统的交流阻 抗，通过对电化学阻抗谱的研究可以分析电极过 程的反应机理 ，判断电极过程是否存在电活性的 吸附态中间产物；
II. 暂态系统常把电极体系用等效电路来表示。 III. 暂态法极化时间短，可减小或消除浓差极化的影响，有
利于快速电极过程的研究；测量时间短，液相中粒子或 杂质来不及扩散到电极表面，有利于研究界面结构和吸 附现象；有利于研究电极表面状态变化较大的体系，如 金属电沉积和腐蚀等。
13
利用控制电流法暂态实验测定电化学参数时，首先对研究对 象进行分析和估算设法把所研究的基本过程或参数突出出来 ，画出电极体系的等效电路，估算被测参数的数量级等，然 后选择合适的测试方法和实验条件： • 浓差极化下的电流阶跃实验； • 恒电流充电法研究点极表面覆盖层。
17
18
控制电位暂态法的运用：
a. 电化学极化下控制电位暂态法测定溶液电阻双电层电容 和反应电阻；
b. 浓茶极化及吸附情况下的电位阶跃实验； c. 小幅度（扫描电位幅度）运用线性电位扫描法测定双电
层电容和反应电阻，大幅度运用时来测定电极参数，判 断电极过程的可逆性控制步骤和反应机理； d. 电极表面覆盖层的研究。
9
稳态极化曲线的应用： a) 电化学基础研究方面； b) 金属腐蚀方面； c) 电镀、电冶金和电解方面； d) 化学电源方面，化学电源负荷下的电压是直接由
总极化决定的，极化较大的电池的负荷特性很差 ，即电压效率低，因此负荷特性可直接用整个电 池的极化曲线定量描述。
控制电位暂态法技术测定的参数： • 电化学参数，Cd、Rt、Rr、ia、n、D等； • 电位阶跃法测定电极真实表面积； • 方波电位法研究特性吸附现象； • 三角波电位扫描法研究电极反应。
20
五.交流阻抗法
• 电化学阻抗谱是指通过控制工作电极在小振幅正 弦波电位扰动的条件下，同时测量系统的交流阻 抗，通过对电化学阻抗谱的研究可以分析电极过 程的反应机理 ，判断电极过程是否存在电活性的 吸附态中间产物；
II. 暂态系统常把电极体系用等效电路来表示。 III. 暂态法极化时间短，可减小或消除浓差极化的影响，有
利于快速电极过程的研究；测量时间短，液相中粒子或 杂质来不及扩散到电极表面，有利于研究界面结构和吸 附现象；有利于研究电极表面状态变化较大的体系，如 金属电沉积和腐蚀等。
13
利用控制电流法暂态实验测定电化学参数时，首先对研究对 象进行分析和估算设法把所研究的基本过程或参数突出出来 ，画出电极体系的等效电路，估算被测参数的数量级等，然 后选择合适的测试方法和实验条件： • 浓差极化下的电流阶跃实验； • 恒电流充电法研究点极表面覆盖层。
17
18
控制电位暂态法的运用：
a. 电化学极化下控制电位暂态法测定溶液电阻双电层电容 和反应电阻；
b. 浓茶极化及吸附情况下的电位阶跃实验； c. 小幅度（扫描电位幅度）运用线性电位扫描法测定双电
层电容和反应电阻，大幅度运用时来测定电极参数，判 断电极过程的可逆性控制步骤和反应机理； d. 电极表面覆盖层的研究。
9
稳态极化曲线的应用： a) 电化学基础研究方面； b) 金属腐蚀方面； c) 电镀、电冶金和电解方面； d) 化学电源方面，化学电源负荷下的电压是直接由
总极化决定的，极化较大的电池的负荷特性很差 ，即电压效率低，因此负荷特性可直接用整个电 池的极化曲线定量描述。
北航电化学测试技术课件第一章
治疗监测。
药物传输与释放
通过电化学测试技术，研究药物 在电场作用下的传输和释放行为， 为药物控制释放和靶向治疗提供
技术支持。
生物电化学研究
电化学测试技术可以用于研究生 物体内的电化学行为，如神经传 导、肌肉收缩等生理过程，有助 于深入了解生物系统的功能和机
制。
05
结论
本章总结
介绍了电化学测试技术的基本概念、 原理和应用领域。
通过实际案例说明了电化学测试技术 在能源、环境、生物医学等领域的应 用。
重点讲述了电化学阻抗谱（EIS）和循 环伏安法（CV）两种测试方法的基本 原理、实验操作和数据分析方法。
下一步工作展望
深入研究其他电化学测试方法，如恒电位阶跃法、计时电流法等，并探讨其在不同 领域的应用。
结合实际应用需求，开发新型电化学传感器和测试系统，提高测试精度和稳定性。
循环伏安法广泛应用于电池、 燃料电池、电镀和电合成等 领域的研究，可以提供关于 电极反应过程的重要信息。
线性扫描伏安法
总结词
详细描述
总结词
详细描述
线性扫描伏安法是一种常用的 电化学测试方法，用于研究电 极反应的动力学过程和机理。
线性扫描伏安法通过在电极上 施加一个线性变化的电压，并 测量电流随电压变化的关系， 可以获得电极反应的电流-电压 曲线。
电极过程动力学
电极反应速率控制步骤
电极反应速率受制于最慢的反应步骤， 找出控制步骤是提高反应速率的关键。
电极过程动力学方程
扩散控制与反应控制
根据电极反应受扩散步骤还是反应步 骤控制的差异，可将电极过程分为扩 散控制和反应控制两类。
描述电极反应速率与反应物浓度、电 极电位等参数关系的动力学方程。
电池基本原理
药物传输与释放
通过电化学测试技术，研究药物 在电场作用下的传输和释放行为， 为药物控制释放和靶向治疗提供
技术支持。
生物电化学研究
电化学测试技术可以用于研究生 物体内的电化学行为，如神经传 导、肌肉收缩等生理过程，有助 于深入了解生物系统的功能和机
制。
05
结论
本章总结
介绍了电化学测试技术的基本概念、 原理和应用领域。
通过实际案例说明了电化学测试技术 在能源、环境、生物医学等领域的应 用。
重点讲述了电化学阻抗谱（EIS）和循 环伏安法（CV）两种测试方法的基本 原理、实验操作和数据分析方法。
下一步工作展望
深入研究其他电化学测试方法，如恒电位阶跃法、计时电流法等，并探讨其在不同 领域的应用。
结合实际应用需求，开发新型电化学传感器和测试系统，提高测试精度和稳定性。
循环伏安法广泛应用于电池、 燃料电池、电镀和电合成等 领域的研究，可以提供关于 电极反应过程的重要信息。
线性扫描伏安法
总结词
详细描述
总结词
详细描述
线性扫描伏安法是一种常用的 电化学测试方法，用于研究电 极反应的动力学过程和机理。
线性扫描伏安法通过在电极上 施加一个线性变化的电压，并 测量电流随电压变化的关系， 可以获得电极反应的电流-电压 曲线。
电极过程动力学
电极反应速率控制步骤
电极反应速率受制于最慢的反应步骤， 找出控制步骤是提高反应速率的关键。
电极过程动力学方程
扩散控制与反应控制
根据电极反应受扩散步骤还是反应步 骤控制的差异，可将电极过程分为扩 散控制和反应控制两类。
描述电极反应速率与反应物浓度、电 极电位等参数关系的动力学方程。
电池基本原理
电化学测量课件第1章
学习方法 • 文献 • 实验
考试 • 闭卷 • 实验
作业 • 要求 • 提交时间
1.5 参考资料
1.5.1 参考书（P357）
• 查全性. 电极过程动力学导论(第三版). 北京: 科学出版社, 2002.
• Allen J Bard, Larry R Faulkner. Electrochemical methods fundamentals and Applications. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc, 2001.（中英文版）
（4）几个重要的动力学参数 ①传递系数
传递系数是能垒 对称性的度量
==45 =0.5
活化配合物在反应坐标中 位于反应物和生成物的中 间，其结构对应于反应物 和生成物是等同的。
如果自由能曲线不是直线， 那么???
1.2 电极过程及其基本特征
1.2.4 电极过程的B-V公式
（4）几个重要的动力学参数 ①传递系数
1.1 基本概念
1.1.1 电化学 • 研究电能与化学能相互直接转化的学科。 • 研究第一类导体与第二类导体的界面及界面区内
发生的一切变化的学科。 1.1.2 电化学测量 • 通过测量电极体系在外加信号（有或无外界扰动手）段
的条件下所发生的电极电势、电流、电量、电阻 等的变化，来研究电极的表面性能或电极过程的 特征，并计算电极反应动力学参数的方法。
（5）多电子转移过程的B-V公式
i＝ni 0
exp
（
n j）F
RT
exp
（j
）F
RT
i＝i 0
exp
c nF
RT
exp
a nF
RT
考试 • 闭卷 • 实验
作业 • 要求 • 提交时间
1.5 参考资料
1.5.1 参考书（P357）
• 查全性. 电极过程动力学导论(第三版). 北京: 科学出版社, 2002.
• Allen J Bard, Larry R Faulkner. Electrochemical methods fundamentals and Applications. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc, 2001.（中英文版）
（4）几个重要的动力学参数 ①传递系数
传递系数是能垒 对称性的度量
==45 =0.5
活化配合物在反应坐标中 位于反应物和生成物的中 间，其结构对应于反应物 和生成物是等同的。
如果自由能曲线不是直线， 那么???
1.2 电极过程及其基本特征
1.2.4 电极过程的B-V公式
（4）几个重要的动力学参数 ①传递系数
1.1 基本概念
1.1.1 电化学 • 研究电能与化学能相互直接转化的学科。 • 研究第一类导体与第二类导体的界面及界面区内
发生的一切变化的学科。 1.1.2 电化学测量 • 通过测量电极体系在外加信号（有或无外界扰动手）段
的条件下所发生的电极电势、电流、电量、电阻 等的变化，来研究电极的表面性能或电极过程的 特征，并计算电极反应动力学参数的方法。
（5）多电子转移过程的B-V公式
i＝ni 0
exp
（
n j）F
RT
exp
（j
）F
RT
i＝i 0
exp
c nF
RT
exp
a nF
RT
电化学测量技术与方法
电化学测量技术与方法电化学测量技术是一种用于测量化学反应中电子转移数量、速率和平衡常数等方法的技术。
它广泛应用于化学、环境科学、材料科学和生命科学等领域。
电化学测量技术可以分为两大类：一类是基于电化学原电池或电解池的测量方法，另一类是基于电化学传感器的测量方法。
基于电化学原电池或电解池的测量方法通常包括:1. 直接电化学测量法：通过测量电极间的电流和电压关系，来确定反应中的电子转移数量和反应速率。
2. 间接电化学测量法：通过测量反应中电极的氧化还原电位，来确定反应中的电子转移数量和反应速率。
基于电化学传感器的测量方法通常包括:1. 电导率法：通过测量电极间的电导率，来确定反应中的电子转移数量和反应速率。
2. 极谱法：通过测量电极间的电位变化，来确定反应中的电子转移数量和反应速率。
3. 电流 - 时间法：通过测量电极间的电流随时间的变化，来确定反应中的电子转移数量和反应速率。
电化学测量技术的优点包括:1. 高效性：电化学测量技术可以在短时间内完成大量数据的测量，从而提高测量效率。
2. 高精度：电化学测量技术可以精确测量电子转移数量和反应速率，从而提高测量精度。
3. 便携性：电化学测量技术可以使用便携式设备进行测量，从而提高测量的灵活性和便携性。
电化学测量技术的缺点包括:1. 受到环境影响：电化学测量技术会受到周围环境的影响，从而导致测量结果的准确性下降。
2. 需要高技术水平：电化学测量技术需要高水平的技术操作，否则可能会导致错误的测量结果。
3. 成本高：电化学测量技术需要高品质的材料和设备，从而导致成本较高。
总的来说，电化学测量技术是一种高效、高精度、便携的测量方法，它可以广泛应用于化学、环境科学、材料科学和生命科学等领域。
电化学测量.
5、极化曲线测量
由极化曲线可知，极化曲线的测量有两种方法：恒
电位法和恒电流法。
(1)恒电位法：将研究电极电位恒定在某定值下，
测量其对应的电流值，得一极化曲线。因每一电位下， 对应一唯一的电流值，因此恒电位法可得一完整的极化
曲线。
测量线路：
测量线路采用三电极法。辅助电极的作用是载流。 研究电极与辅助电极构成电解池；辅助电极可采用 惰性电极，不可采用比研究电极活泼的电极。 研究电极与参比电极构成原电池。
(5)若电位差计的标准回路损坏，怎样测定待测电池的
电动势？
(6)待测电池电动势测定过程中，由于某种原因使工作 电池电压突然降低，所测待测电池电动势有何偏差？ (7)能否直接用标准电池对消待测电池？ (8)电位差计配以 可以测量温度。
3、标准韦斯顿(Weston)电池
电动势已知且稳定不变的电池，分饱和式和不饱和
使用标准电池时须注意事项：
①使用温度范围：4～40℃；②不可震动，严禁倒
置；③正负极不能接错；④不能做电源用，使用时要极 短暂地间歇使用；⑤不能用万用表直接测量标准电池。
4、制备电极时注意事项： ①电源极性；②电流密度；③电镀液(每种电镀液均需 回收至原瓶中)。
三. 碳钢在(NH4)2CO3溶液中极化曲线的测定 在研究可逆电池的电动势和电池反应时，电极上几 乎没有电流通过，每个电极或电池反应都是在无限接近 平衡状态(即准静态)下进行的，因此电极反应是可逆的， 其电势值为平衡值。
Eb' EN ib RN RN
(2)测量
将K拨至X处，调节B点位置，改变Eb在RX上的电
压降Eb’’，当Eb’’与EX恰好相等时，G中无电流流过。则：
EX EN E ib R x RX RN
电化学测量技术讲稿-精选PPT文档共36页
电化学测量技术讲稿-精选
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折ห้องสมุดไป่ตู้饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折ห้องสมุดไป่ตู้饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
电化学测量技术-_讲稿_共35页
电化学测量技术-_讲稿_
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
Hale Waihona Puke 46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
Hale Waihona Puke 46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
电化学测试技术
① H2O2 +2H+ +2e = 2H2O 0 = 1.776V
② O2 +2H+ +2e = H2O2
0 = 0.595V
判断H2O2的氧化性用① (O的价态由-1减小到-2。 H2O2是氧化剂，本身被还原)。
判断H2O2的还原性用② (O的价态由0减小到-1，O2 是氧化剂；H2O2是还原剂(态))。
ln M n M
25C
=
O Ox
/
Re
d
+
0.0591 n
lg
M
n
12
例如：Ag-AgNO3电极(银电极)，Zn-ZnSO4电 极(锌电极) ，电极电位为(25°C) ：
Ag / Ag
O Ag / Ag
0.0591lg Ag
Zn2 /Zn
O Zn2 / Zn
0.0591 2
lg
Zn2
b 氧化还原电极——零类电极——惰性金属电极
3、电极电势的测量
单个电极的绝对电极电位无法测定；相对电极电位。 标准氢电极与待测电极组成原电池，利用对
峙法测定：
标准氢电极 || 待测电极
4.半电池与电极电势
a金属-金属离子电极
金属与该金属离子溶液组成的电极，其电极电位取决于金属离子 的活度。
Mn+ + ne-
M
O Ox / Re d
RT nFຫໍສະໝຸດ 6.电极的种类(1) 工作电极（working electrode－WE,也称研究电极）
（1）所研究的反应在该电极上发生； （2）要求：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+
电化学测量方法及其应用
电化学测量技术
电化学工作站
电化学测量方法 及应用
2006-02-28
电化学测量技术
• 电化学的概念：
– 研究有电子转移反应参与的化学行为 – 保证电中性，两个（或更多）半反应向相反
的方向进行 (氧化/还原) – 化学能转化为电能 电池 – 电能转化为化学能 电解
电化学测量技术
• 电极反应的本质
电化学测量技术
Potentiometric Stripping Analysis
E vs t
dt/dE vs E
电化学测量技术
CO STRIPPING VOLTAMMOGRAMS
J/(mA.cm-2) J/(mA.cm-2)
8 Pt/C
6
4
2
0
-2
-4 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 E/V(vs.SCE)
•Cyclic Voltammetry & Linear Sweep 循环伏安与线性扫描
•Chrroonnoo--MMeetthhooddss计计时时方方法法 •Steps and Sweeps 阶跃与扫描 •Electrochemical Noise电化学噪声
电化学测量技术
• 记时方法包括以下几种：
– 电极反应是各种各样的，发生在电极和溶液 的界面区域 扩散层
– 每个电极的电量由容量代表 – 电量转移的困难是由电阻造成的 – 电极可以作为
• 电子的来源(阴极) 还原，
• 或者，转移到/来自于溶液中样品的一组电子 (阳极) 氧化
– 电子转移的量与流过两个电极的电流有关
电化学测量技术
• 热力学和动力学
•Chrono-coulometry
电化学工作站
电化学测量方法 及应用
2006-02-28
电化学测量技术
• 电化学的概念：
– 研究有电子转移反应参与的化学行为 – 保证电中性，两个（或更多）半反应向相反
的方向进行 (氧化/还原) – 化学能转化为电能 电池 – 电能转化为化学能 电解
电化学测量技术
• 电极反应的本质
电化学测量技术
Potentiometric Stripping Analysis
E vs t
dt/dE vs E
电化学测量技术
CO STRIPPING VOLTAMMOGRAMS
J/(mA.cm-2) J/(mA.cm-2)
8 Pt/C
6
4
2
0
-2
-4 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 E/V(vs.SCE)
•Cyclic Voltammetry & Linear Sweep 循环伏安与线性扫描
•Chrroonnoo--MMeetthhooddss计计时时方方法法 •Steps and Sweeps 阶跃与扫描 •Electrochemical Noise电化学噪声
电化学测量技术
• 记时方法包括以下几种：
– 电极反应是各种各样的，发生在电极和溶液 的界面区域 扩散层
– 每个电极的电量由容量代表 – 电量转移的困难是由电阻造成的 – 电极可以作为
• 电子的来源(阴极) 还原，
• 或者，转移到/来自于溶液中样品的一组电子 (阳极) 氧化
– 电子转移的量与流过两个电极的电流有关
电化学测量技术
• 热力学和动力学
•Chrono-coulometry
c10电化学测量技术
第十章电化学测量技术[1-3]腐蚀测量技术涉及范围较广，如电化学测量，金相显微技术，表面能谱与电镜，偏光椭圆仪，超声波测厚，材料力学试验与测量，以及生物鉴定与丰富培养试验等。
由于绝大多数腐蚀过程的本质是电化学性质的，在腐蚀机理研究、腐蚀试验及其工业腐蚀监控中，广泛地利用金属/电解质界面（双电层）的电化学性质，所以电化学测试技术已成为重要的腐蚀研究方法。
但是由于实际腐蚀体系是千变万化和十分复杂的，因此当把实验室的电化学测试结果推广到实际应用时，必须十分谨慎，而且往往还需要借助于其它定性或定量的试验研究方法综合分析评定和鉴证。
总之，在考虑电化学研究方法优点的同时，应十分注意它的局限性。
以下介绍部分电化学测量的实验装置、理论依据和操作方法。
§10-1电化学测量技术的实验装置一．电解池电解池的结构和电极的安装对电化学测量有很大影响，因此正确设计和安装电解池体系，是电化学测试中非常重要的环节。
设计和安装电解池时应当考虑下列因素：1．便于精确测定电极电位。
为此，所有实验均应采用三电极电解池。
为了减小溶液的欧姆电压降对电位测量和控制的影响，应将参比电极通过鲁金毛细管靠近研究电极，且毛细管位置要选择适当，一般与研究电极表面的距离为毛细管直径的2倍。
2．应使研究电极表面上的电流密度分布均匀，从而使电位分布均匀，为此要根据电极的形状和安装方式正确地选择辅助电极的位置。
（a）研究电极为平面电极时，辅助电极也应为平面电极，且两个电极的工作平面要相互平行，电极背面要绝缘；如果研究电极的两面都工作，则应当在其两侧各放一个辅助电极。
（b）研究电极为丝状或滴状电极时，辅助电极应为长圆筒形，辅助电极直径要远远大于研究电极的直径，参比电极要放在研究电极的中心位置。
3．电解池的体积要适当，而且要考虑到电极面积的大小以及电极面积与溶液体积之比。
电解池体积太大，消耗溶液太多，造成浪费；体积太小，在长时间的测量中，会引起溶液成份的变化，影响测定结果。
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0- 10 S/cm , 5档，低周，DJS-1 型光亮电极 0- 3102 S/cm , 3档，低周， DJS-1 型铂黑电极 0- 1 105 S/cm , 4档，高周， DJS-10型铂黑电极
DDS-11A 型电导率仪使用 调整仪器表头的机械零点，选好量 程和电极。一般来说，测量电导率 低于 300 μS·cm-1 时，将测量频率 开关置于“低周”，否则置于“高 周”。 将电极常数调节旋钮 K7 调到与配 套电极的常数相对应的位置上。注 意读数倍率。 将校正测量开关 K3 置于“校正”，接通电源，预热 10 分钟后， 调整校正调节器 K4，使表针在满刻度。
② DDS-11A型电导率仪法
指针式
数显式
指针式 DDS-11A 型电导率仪
K7 电极常 数调节 C2 10 mV 输出插口 C1 电极插口
K6 电容补偿
K4 校正调节 K3 校正测量开关
K5 量 程 选择开关
表头
K2 高低周开关 XE 指示灯泡 K1 电源开关
振荡器
电导池
放大器
指示器
电源插口
量程与电极选择
+
-
① 溶液电导率测量的原理---惠斯顿交流电桥法 电桥平衡时，有：
R1
R3 R4
Gx=1/Rx
R3 1 AC 1 R4 R1 CB R1
而电导率为：
交流电源
l 1 l 1 Gx K cell A Rx A Rx
Kcell= l /A，称为电导池系数。对于一固定的电解池，Kcell 有定值， 单位 m-1。
第二部分
电化学测量技术
一、概述
在物理化学实验的过程中，通常会用到电学仪器测定一些相应 的物理量。主要有 电导、电动势 等物理量的测定。现就其测定原理 和仪器使用等方面作些介绍。
二. 关于电
加拿大渥太华科技博物馆内，一个女孩在桌前一块 绝缘板上站好，双手平放在金属圆球上。当启动静 电加速器后，金属球产生强大的正电。由于女孩双 手接触着金属球，从而身体包括头发都带上正电； 带有同样正电的每根头发相互排斥，于是满头长发 一起冲了起来，来了一个“怒发冲冠”！
发报开关
② UJ-25型的电位差计 (高阻型)
电池电动势的测定是电化学研究中最基本的方法。 UJ-25型的电位差计 适于测量内阻较大的电源电动势，及较大电阻的电 压降。
特点为工作电流小，线路电阻大。因此，要配以高灵敏度的检流计。
UJ-25 型的电位差计内部线路
UJ-25 型直流电位差计的使用方法
万用表使用的注意事项
使用万用表之前，必须熟悉量程选择开关的作用。明确要测什么？怎样 去测？然后将量程选择开关拨在需要测试档的位置。切不可弄错档位。 例如：测量电压时误将选择开关拨在电流或电阻档时，容易把表头烧坏。 在使用万用表测量之前，应先用电阻档检查万用表是否工作正常(如检 查表棒连接是否有断路现象)。 在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分 ，这样一方面可
用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。
四. 电化学测量和仪器
1. 电导和电导率的概念 电导是电解质溶液的性质，稀溶液的电导与离子浓度有简单的线性关系。 电导的定义：为电阻的倒数。用符号：G 表示。SI单位：S 或 -1 电导率 和摩尔电导率 m = G l / A ( = R A / l) 的 SI 单位：Sm-1 m= /c m的 SI 单位： S m2 mol-1
用错误的握笔方法去测试带电体，会造成触电事故! 试电笔测试电压的范围通常在 60 500 伏 之间。
②万用表
指针式万用表
数字式万用表
万用表的组成
万用表是由刻度盘/显示屏、量程选择开关、表笔 等组成。
万用表的使用 直流电流测量：把量程选择开关指向直流电流范围， 测量结果可从显示屏读数。 直流电压测量：选择开关指向直流电压范围，测量结 果可从显示屏读数。 交流电流测量：把量程选择开关指向交流电流范围， 测量结果可从显示屏读数。 交流电压测量：选择开关指向交流电压范围，测量 结果可从显示屏读数。 电阻测量：选择开关指向阻值范围，测量结果可从显 示屏读数。 特别提醒：用万用表测量电流时，必须串联在电路中。 万用表的型号很多，但其基本使用方法是相同的。
将转换开关放在“断”位置上，将工 作电池，被测电池及标准电池按正、 负极性接在相应的旋钮上，连接好检 流计。 由标准电池温度系数公式计算给定条 件下的标准电池电动势，调整标准补 偿十进盘上的两个旋钮使其对应。 将转换开关放在“标准”位置，按“粗”键，调节工作电流旋钮，使检流计光 标指示为零。然后再按“细”键，调节工作电流旋钮，使检流计光标指示为零。 如调节过程中，检流计光标偏转太大，应迅速按下“短路”键，使其迅速停止 摆动。 将转换开关放在“未知”的位置上，先按“粗”键，调节测量盘，使检流计光 标指示为零。在按“细”键，调节测量盘，直到检流计指示为零。此时 6 个 测量盘下方的小窗孔内所示数字的总和即为电动势的测定值。 在测量时，按键时间要短(<1 秒)，以防止过多电量通过标准电池或被测量电池， 造成严重的极化，破坏电池的电化学可逆性。
令：Kcell = l /A 为电导池常数 (有时也用 J 表示 Kcell) 。 2. 电导率测量原理和仪器
电导的测量实际上就是测量电阻。惠斯顿电桥法是测未知电阻 Rx较精 确的方法。进一步由 Rx 的倒数获得电导 Gx，再由电导池常数 Kcell 得出电导率 。 对电解质溶液不能用直流惠斯顿电桥测量未知电阻 Rx, 因为:
注意事项 (指针式 或 数显电导率 均适用)
电极的引线、插头应保持干燥，以免造成不必要的测量误差。 电导电极的贮存：光亮的铂电极，必须贮存在干燥的地方；镀铂黑的铂 电极不允许干放，必须贮存在蒸馏水中。 电极应该定期进行常数标定。 仪器仪器有 0-10 mV 输出信号，可外接记录仪进行电导率的连续监测。
④
测量: 按下“校准/测量”使处于“测量”
状态(此时，按钮为向上弹起的位置),将 “量程”开关置于合适的量程档，待仪器 显示稳定后，该显示值即为被测溶液换算
到25 ℃ 的时电导电率值(实际测量结果
与使用各种不同电导电极常数有关！)。
电极常数的测定方法 指针式 DDS-11A 电导率仪测定电极常数的具体步骤如下(设 用 0.01 mol dm-3 KCl 溶液,溶液的温度为 25℃, 0.1413 S m-1): 1) 扳“高低周”档开关至“高周”档; 2) 把量程开关扳至103 红线处; 3)“测量”“校正”开关扳至“测量”位置; 4) 把电极常数旋钮调至“1.0”位置; 5) 调节“调正”器使红字读数(下刻度)在“1.41”处; 6) 把测量开关扳至“校正”位置; 7) 调节“电极常数” 旋钮,使电表指示于满度; 8) 记下“电极常数”旋钮指示的读数,即为该电极的电极常数(每一小格为 0.02) 数字式 DDS-11A 电导率仪测定电极常数的具体步骤(设 用 0.01 mol dm-3 KCl 溶 液,溶液的温度为 25℃, 电导率仪为 0.1413 S m-1) 1) 将“测量”“校正”开关扳至“测量”位置; 2) 调整“常数”旋钮使显示 0.01 mol dm-3 KCl 溶液、温度为 25℃ 时的电导率 值0.1413 S m-1; 3) 将“测量”“校正”开关转到“校正”位置，此时所显示的数值即为该电极的 电极常数。
① 校准: 按下“校准/测量”使处于“校准”
状态,调节“常数”调节旋钮,使仪器显示 所使用电极的常数标称值。 ② 将电极插头插入插座，再将电极浸入待测 溶液中。 ③ 用温度计测量被测溶液的温度后,将“温度” 调节钮指向被测溶液的实际温度的刻度线 位置。此时显示的值是经温度补偿后换算 到 25 ℃ 的时电导电率值。
1780年11月的一天，意大利生物学家伽伐尼教授正在厨 房里做菜，今天他准备做的菜是烩蛙腿——这是一道传统 的波洛尼亚名菜。他用铜钩把新解剖的青蛙挂在花园里的
铁栏杆上，发现每当铁栏杆与青蛙的肌肉接触一次，肌肉
就会收缩一下。为了弄清其起因，伽伐尼又做了大量实验。 如：他用铜钩勾住蛙腿，平放在玻璃板上，再用一根细长 的弯铁杆，一端去接触铜钩，另一端去碰蛙腿。果然看到 了蛙腿会颤动。但是换一根玻璃弯杆去试验，青蛙却一点 也不会动。伽伐尼提出了动物体内存在着“动物电”的设 想，金属弯杆只是起着一种传导作用。并于1792年发表了 《论肌肉中的电力》一文，向科学界宣布他对“动物电” 的论述：“在紧缩现象发生时，有一种很细的神经流体从 神经流到了肌肉里去了，这就像莱顿瓶中的电流一样……” 伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬，大家推崇说这是科技史上 一件有意义的大发现。 伽伐尼成名之后，到各地去演说，宣扬他的“动物电”观点。
3. 原电池电动势的测量原理和仪器 电位差计是根据对消法原理设计的： 三条回路： 工作回路：提供工作电流。 校正回路：校正工作回路，使测 量准确。 测量回路 分别调节C或C’的位置，使检流计 中无电流通过。则：EAC = Ex，
EAC’ = ES
比较得:
E x Es
AC AC '
在测定原电池电动势的过程中应注 意：若检流计始终向一个方向偏转， 要认真检查电路和接线，发生此类
㈡ 韦斯顿标准电池
2
8 8 2 Cd ( Hg ) SO 4 H 2 O(l ) CdSO 4 H 2 O( s ) 2e 3 3 阴极： Hg SO (s) 2e 2Hg(l ) SO2 2 4 4 总： Cd ( Hg ) Hg SO 8 H O(l ) 2 Hg (l ) CdSO 8 H O( s ) 2 4 2 4 2 3 3
以保证测量准确，另一方面也可以保证人身安全。 在测量某一电量时，不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大
电流时更应注意。否则，会使万用表毁坏。如需换挡，应先断开表笔，
DDS-11A 型电导率仪使用 调整仪器表头的机械零点，选好量 程和电极。一般来说，测量电导率 低于 300 μS·cm-1 时，将测量频率 开关置于“低周”，否则置于“高 周”。 将电极常数调节旋钮 K7 调到与配 套电极的常数相对应的位置上。注 意读数倍率。 将校正测量开关 K3 置于“校正”，接通电源，预热 10 分钟后， 调整校正调节器 K4，使表针在满刻度。
② DDS-11A型电导率仪法
指针式
数显式
指针式 DDS-11A 型电导率仪
K7 电极常 数调节 C2 10 mV 输出插口 C1 电极插口
K6 电容补偿
K4 校正调节 K3 校正测量开关
K5 量 程 选择开关
表头
K2 高低周开关 XE 指示灯泡 K1 电源开关
振荡器
电导池
放大器
指示器
电源插口
量程与电极选择
+
-
① 溶液电导率测量的原理---惠斯顿交流电桥法 电桥平衡时，有：
R1
R3 R4
Gx=1/Rx
R3 1 AC 1 R4 R1 CB R1
而电导率为：
交流电源
l 1 l 1 Gx K cell A Rx A Rx
Kcell= l /A，称为电导池系数。对于一固定的电解池，Kcell 有定值， 单位 m-1。
第二部分
电化学测量技术
一、概述
在物理化学实验的过程中，通常会用到电学仪器测定一些相应 的物理量。主要有 电导、电动势 等物理量的测定。现就其测定原理 和仪器使用等方面作些介绍。
二. 关于电
加拿大渥太华科技博物馆内，一个女孩在桌前一块 绝缘板上站好，双手平放在金属圆球上。当启动静 电加速器后，金属球产生强大的正电。由于女孩双 手接触着金属球，从而身体包括头发都带上正电； 带有同样正电的每根头发相互排斥，于是满头长发 一起冲了起来，来了一个“怒发冲冠”！
发报开关
② UJ-25型的电位差计 (高阻型)
电池电动势的测定是电化学研究中最基本的方法。 UJ-25型的电位差计 适于测量内阻较大的电源电动势，及较大电阻的电 压降。
特点为工作电流小，线路电阻大。因此，要配以高灵敏度的检流计。
UJ-25 型的电位差计内部线路
UJ-25 型直流电位差计的使用方法
万用表使用的注意事项
使用万用表之前，必须熟悉量程选择开关的作用。明确要测什么？怎样 去测？然后将量程选择开关拨在需要测试档的位置。切不可弄错档位。 例如：测量电压时误将选择开关拨在电流或电阻档时，容易把表头烧坏。 在使用万用表测量之前，应先用电阻档检查万用表是否工作正常(如检 查表棒连接是否有断路现象)。 在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分 ，这样一方面可
用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。
四. 电化学测量和仪器
1. 电导和电导率的概念 电导是电解质溶液的性质，稀溶液的电导与离子浓度有简单的线性关系。 电导的定义：为电阻的倒数。用符号：G 表示。SI单位：S 或 -1 电导率 和摩尔电导率 m = G l / A ( = R A / l) 的 SI 单位：Sm-1 m= /c m的 SI 单位： S m2 mol-1
用错误的握笔方法去测试带电体，会造成触电事故! 试电笔测试电压的范围通常在 60 500 伏 之间。
②万用表
指针式万用表
数字式万用表
万用表的组成
万用表是由刻度盘/显示屏、量程选择开关、表笔 等组成。
万用表的使用 直流电流测量：把量程选择开关指向直流电流范围， 测量结果可从显示屏读数。 直流电压测量：选择开关指向直流电压范围，测量结 果可从显示屏读数。 交流电流测量：把量程选择开关指向交流电流范围， 测量结果可从显示屏读数。 交流电压测量：选择开关指向交流电压范围，测量 结果可从显示屏读数。 电阻测量：选择开关指向阻值范围，测量结果可从显 示屏读数。 特别提醒：用万用表测量电流时，必须串联在电路中。 万用表的型号很多，但其基本使用方法是相同的。
将转换开关放在“断”位置上，将工 作电池，被测电池及标准电池按正、 负极性接在相应的旋钮上，连接好检 流计。 由标准电池温度系数公式计算给定条 件下的标准电池电动势，调整标准补 偿十进盘上的两个旋钮使其对应。 将转换开关放在“标准”位置，按“粗”键，调节工作电流旋钮，使检流计光 标指示为零。然后再按“细”键，调节工作电流旋钮，使检流计光标指示为零。 如调节过程中，检流计光标偏转太大，应迅速按下“短路”键，使其迅速停止 摆动。 将转换开关放在“未知”的位置上，先按“粗”键，调节测量盘，使检流计光 标指示为零。在按“细”键，调节测量盘，直到检流计指示为零。此时 6 个 测量盘下方的小窗孔内所示数字的总和即为电动势的测定值。 在测量时，按键时间要短(<1 秒)，以防止过多电量通过标准电池或被测量电池， 造成严重的极化，破坏电池的电化学可逆性。
令：Kcell = l /A 为电导池常数 (有时也用 J 表示 Kcell) 。 2. 电导率测量原理和仪器
电导的测量实际上就是测量电阻。惠斯顿电桥法是测未知电阻 Rx较精 确的方法。进一步由 Rx 的倒数获得电导 Gx，再由电导池常数 Kcell 得出电导率 。 对电解质溶液不能用直流惠斯顿电桥测量未知电阻 Rx, 因为:
注意事项 (指针式 或 数显电导率 均适用)
电极的引线、插头应保持干燥，以免造成不必要的测量误差。 电导电极的贮存：光亮的铂电极，必须贮存在干燥的地方；镀铂黑的铂 电极不允许干放，必须贮存在蒸馏水中。 电极应该定期进行常数标定。 仪器仪器有 0-10 mV 输出信号，可外接记录仪进行电导率的连续监测。
④
测量: 按下“校准/测量”使处于“测量”
状态(此时，按钮为向上弹起的位置),将 “量程”开关置于合适的量程档，待仪器 显示稳定后，该显示值即为被测溶液换算
到25 ℃ 的时电导电率值(实际测量结果
与使用各种不同电导电极常数有关！)。
电极常数的测定方法 指针式 DDS-11A 电导率仪测定电极常数的具体步骤如下(设 用 0.01 mol dm-3 KCl 溶液,溶液的温度为 25℃, 0.1413 S m-1): 1) 扳“高低周”档开关至“高周”档; 2) 把量程开关扳至103 红线处; 3)“测量”“校正”开关扳至“测量”位置; 4) 把电极常数旋钮调至“1.0”位置; 5) 调节“调正”器使红字读数(下刻度)在“1.41”处; 6) 把测量开关扳至“校正”位置; 7) 调节“电极常数” 旋钮,使电表指示于满度; 8) 记下“电极常数”旋钮指示的读数,即为该电极的电极常数(每一小格为 0.02) 数字式 DDS-11A 电导率仪测定电极常数的具体步骤(设 用 0.01 mol dm-3 KCl 溶 液,溶液的温度为 25℃, 电导率仪为 0.1413 S m-1) 1) 将“测量”“校正”开关扳至“测量”位置; 2) 调整“常数”旋钮使显示 0.01 mol dm-3 KCl 溶液、温度为 25℃ 时的电导率 值0.1413 S m-1; 3) 将“测量”“校正”开关转到“校正”位置，此时所显示的数值即为该电极的 电极常数。
① 校准: 按下“校准/测量”使处于“校准”
状态,调节“常数”调节旋钮,使仪器显示 所使用电极的常数标称值。 ② 将电极插头插入插座，再将电极浸入待测 溶液中。 ③ 用温度计测量被测溶液的温度后,将“温度” 调节钮指向被测溶液的实际温度的刻度线 位置。此时显示的值是经温度补偿后换算 到 25 ℃ 的时电导电率值。
1780年11月的一天，意大利生物学家伽伐尼教授正在厨 房里做菜，今天他准备做的菜是烩蛙腿——这是一道传统 的波洛尼亚名菜。他用铜钩把新解剖的青蛙挂在花园里的
铁栏杆上，发现每当铁栏杆与青蛙的肌肉接触一次，肌肉
就会收缩一下。为了弄清其起因，伽伐尼又做了大量实验。 如：他用铜钩勾住蛙腿，平放在玻璃板上，再用一根细长 的弯铁杆，一端去接触铜钩，另一端去碰蛙腿。果然看到 了蛙腿会颤动。但是换一根玻璃弯杆去试验，青蛙却一点 也不会动。伽伐尼提出了动物体内存在着“动物电”的设 想，金属弯杆只是起着一种传导作用。并于1792年发表了 《论肌肉中的电力》一文，向科学界宣布他对“动物电” 的论述：“在紧缩现象发生时，有一种很细的神经流体从 神经流到了肌肉里去了，这就像莱顿瓶中的电流一样……” 伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬，大家推崇说这是科技史上 一件有意义的大发现。 伽伐尼成名之后，到各地去演说，宣扬他的“动物电”观点。
3. 原电池电动势的测量原理和仪器 电位差计是根据对消法原理设计的： 三条回路： 工作回路：提供工作电流。 校正回路：校正工作回路，使测 量准确。 测量回路 分别调节C或C’的位置，使检流计 中无电流通过。则：EAC = Ex，
EAC’ = ES
比较得:
E x Es
AC AC '
在测定原电池电动势的过程中应注 意：若检流计始终向一个方向偏转， 要认真检查电路和接线，发生此类
㈡ 韦斯顿标准电池
2
8 8 2 Cd ( Hg ) SO 4 H 2 O(l ) CdSO 4 H 2 O( s ) 2e 3 3 阴极： Hg SO (s) 2e 2Hg(l ) SO2 2 4 4 总： Cd ( Hg ) Hg SO 8 H O(l ) 2 Hg (l ) CdSO 8 H O( s ) 2 4 2 4 2 3 3
以保证测量准确，另一方面也可以保证人身安全。 在测量某一电量时，不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大
电流时更应注意。否则，会使万用表毁坏。如需换挡，应先断开表笔，