仪器分析第2章 电化学分析法
仪器分析练习题及答案
1。
简述仪器分析法的特点。
答：1．仪器分析法灵敏度高。
2．仪器分析法多数选择性较好.3．仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。
4．易于使分析工作自动化。
5．相对误差较大。
6．设备复杂、价格昂贵，对仪器工作环境要求较高。
第二章电分析导论1.计算[Cu2+］= 0.0001 mol/L时，铜电极的电极电位（EθCu2+ /Cu=0.337V）2。
已知电极反应Ag++ e—＝Ag的EθAg+，Ag为0.799V，电极反应Ag2C2O4+ 2e—＝Ag + C2O42-的标准电极电位EθAg2C2O4，Ag为0。
490V，求Ag2C2O4的溶度积常数。
3。
已知电极反应Zn2++ 2e—＝Zn的EθZn2+，Zn=-0.763V，Zn（CN）42-的稳定常数为5×1016。
求电极反应Zn（CN）42—+ 2e—＝Zn + 4 CN—的标准电极电位EθZn（CN）2—,Zn.4答案：1。
计算[Cu2+] = 0。
0001 mol/L时，铜电极的电极电位（EθCu2+ /Cu=0。
337V）解：电极反应为:Cu2++ 2e—＝Cu按照能斯特方程，铜电极的电位为:E Cu2+ /Cu = EθCu2+ /Cu +RT/nF ln［αCu2+ /αCu]金属的活度为常数,作为1，在非精度的情况下，可以认为αCu2+=[Cu2+]。
则求得（25℃时）E Cu2+ /Cu = EθCu2+ /Cu +RT/nF ln［Cu2+]=0。
344+（0.059/2）•lg0.0001=0.226V2。
已知电极反应Ag++ e-＝Ag的EθAg+，Ag为0。
799V,电极反应Ag2C2O4+ 2e—＝Ag + C2O42-的标准电极电位EθAg2C2O4,Ag为0.490V，求Ag2C2O4的溶度积常数.解：根据能斯特方程：EθAg2C2O4,Ag= E Ag+,Ag=EθAg+，Ag + 0.059lg［Ag+］= EθAg+,Ag + 0.059lg（Ksp/［C2O42-]）1/2已知EθAg2C2O4，Ag为0.490V,EθAg+ ,Ag为0。
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：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
仪器分析课后习题答案(武大版)
仪器分析课后习题（参考）（部分）第一章绪论1.仪器分析有哪些分析方法？请加以简述。
答：a.光学分析法 b.电化学分析法 c.分离分析法 d.其它分析方法。
光学分析法：分为非光谱法和光谱法。
非光谱法是不涉及物质内部能级跃迁，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化，从而建立起分析方法的一类光学测定法。
光谱法是物质与光相互作用时，物质内部发生的量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度而进行的分析方法。
电化学分析方法：利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。
分离分析方法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和解析能力、迁移速率等方面的差异，先分离，后按顺序进行测定的一类分析方法。
其它仪器分析方法和技术：利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质测定的一类分析方法。
3.仪器分析的联用技术有何显著优点？答：多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到发挥，缺点得到克服，尤其是仪器与现代计算机技术智能融合，实现人机对话，不断开拓了一个又一个的研究领域。
第二章分子分析方法2.为什么分子光谱总是带状光谱？答：因为当分子发生电子能级跃迁时，必须伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而这些振动的能级和转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的，所以是带状光谱。
4.有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型？那些类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出来？答：б→б*、П→б*、n→б*、n→б*、n→П*、П→П*。
其中n→б*、n→П*、П→П*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出。
5.何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应，淡色效应、向红基团、向蓝基团？答：深色团：分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。
助色团：与生色团和饱和烃相连且使吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增强的原子或原子团，如：-OH、-NH2。
长移：某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团，使吸收峰向长波长的移动的现象。
仪器分析
20:52:26
3.电位分析法
电位法：是利用原电池内电极电位与溶液中某种 组分浓度的对应关系，实现定量测定的一种电化 学分析法。
R摩尔气体常数 能斯特(Nemst)方程： (8.314J· -1· -1) ； mol K T为绝对温度
为平衡电位
RT a（氧化态) ln nF a（还原态）
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二、 色谱理论基础
• 1.塔板理论 • 2.速率理论 • 3.分离度
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理论塔板高度H理——为使组分在柱内两相间达到一 次分配平衡所需要的柱长 理论塔板数n理——组分流过色谱柱时，在两相间进 行平衡分配的总次数 L
n理 H理
tR 2 tR 2 tR 2 n理 ( ) 5.54( ) 16( ) W1 2 W
第三章
色谱分析法
• 色谱法实质上是一种物理化学分离分析方法．它 是利用不同物质在两相（固定相和流动相）中具 有不同的分配系数或吸附能力及其它亲和作用性 能的差异为分离依据，当混合物中各组分随流动 相移动时，在两相中反复进行多次分配，从而使 各组分得谱分离过程及色谱常用术语
neff 16(
20:52:26
' tR
W
) 5.54(
2
' tR
W1 2
)
2
速率理论
色谱过程的动力学理论。
吸收了塔板理论的有效成果——H； 考虑了影响塔板高度及柱效的动力学因素； 指出理论塔板高度是色谱峰展宽的量度； 导出了塔板高度与载气线速度的关系式。
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速率理论方程式：
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• 5.保留时间（体积）——从进样开始到某一组分色 谱峰顶点所需的时间间隔称为该组分的保留时间 tR， 其相应通过的流动相体积称为该组分的保留体积 VR。 V R= t RF c
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
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]
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。
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
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
电化学分析法
构成第一类电极的金属有银、铜、镉、锌、 汞。
注意使用前因彻底清洗金属表面，方法是先 用细砂纸打磨金属表面，然后再用蒸馏水清 洗干净。
②第二类电极 是指金属表面涂上该金属的难 溶盐或氧化物，将其浸在与该难溶盐具有相 同阴离子的溶液中所组成的电极体系，也称 金属—金属难溶盐电极。（如：Hg— Hg2Cl2和Ag—AgCl电极）
• 液接电位的消除方法：添加盐桥
6.2.3
参比电极
• 参比电极是辅助电极，提供测量电池电动势和计 算电极电位的基准。
• 参比电极要求：
①电位值与待测物质无关、已知且稳定。
②受温度等环境因素影响较小
③重现性较好
④无滞后现象
⑤结构简单、易制作和使用寿命长
标准氢电极是所有电极中重现性最好的参比 电极，称为参比电极的一级标准。 若参比电极的电极电位是相对于标准氢电极 测得的，则该参比电极称为参比电极的二级 标准。（如：甘汞电极、银—氯化银电极）
④影响电极电位的主要因素: a. 离子浓度 b.温度
c. 转移电子数
6.2.2.2
电位分析法的测量原理
• 电位分析法的测量原理是：由于φ 参比 在一定
温度下是常数，因此，只要测量电池的电 动势或其变化，即可计算离子的活度（或 浓度）。
6.2.2.3 液接电位及其消除
• 当两个不同种类或不同浓度的溶液相接触 时，由于浓度梯度或离子扩散使离子在接 界面上产生迁移，当溶液中正、负离子扩 散通过接界面的迁移速度不同时，将形成 双电层，产生稳定的界面电位，称为接电 位。
• 电池的电动势E为右边电极电位减去左边电极电位， 即： E=E右—E左
3.电极电位与标准电极电位
• 由于目前还无法测量单个电极的绝对电位值， 只能测量整个电池的电动势。因此，统一选 用标准氢电极作为标准，并人为规定它的电 极为零，然后把标准氢电极作为负极与待测 电极组成电池。测得的电池电动势就规定为 该电极的电极电位。 • 注：目前通用的标准电极电位值都是相对标 准氢电极的电位值，并非绝对值。
第2章电化学分析法导论仪器分析ppt课件
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
电化学分析引言电化学分析是一种利用电化学原理和方法对化学物质进行定性和定量分析的技术。
它基于物质与电子间的相互作用，在电化学电池中实现了化学反应与电流的相互转化。
电化学分析方法包括电位测量、电流测量和电量测量等，广泛应用于环境监测、药物研发、食品安全等领域。
电化学原理电化学分析的理论基础主要源于电化学原理。
根据电化学原理，电化学分析可以通过测量电流、电势和电荷等参数来推断分析物的浓度和性质。
电化学反应在电极上发生，产生的电流与反应速率成正比。
通常情况下，电化学分析中使用电化学电池，其中包含一个工作电极和一个参比电极。
工作电极是用于分析的电极，而参比电极是用于维持电位稳定的电极。
常用的电化学分析方法1. 极谱法极谱法是一种利用极谱曲线研究化学物质的分析方法。
它通过在可控电位下扫描电流，并测量与电流强度相关的电化学信号。
极谱法主要有线性扫描伏安法、循环伏安法和方波伏安法等。
线性扫描伏安法可用于分析不同物质的电位和峰电流，循环伏安法可用于研究电化学反应的可逆性，而方波伏安法则对电极表面发生的快速反应具有较高的灵敏度。
电位滴定法是一种常用的电化学分析方法。
它通过在工作电极上加入电位扫描，并测量电流的变化来测定分析物的含量或浓度。
电位滴定法可在无色、有机或无机物质中进行，可以精确测量非常小的物质浓度。
它主要应用于药物分析、环境监测和食品安全等领域。
3. 计时伏安法计时伏安法是一种基于电位和时间之间的关系进行分析的电化学方法。
它通过在电化学电池中施加可变的电位，并测量电流的变化来确定分析物的测量值。
计时伏安法主要应用于测定微量金属离子和无机物质的浓度。
它具有快速、灵敏和准确的特点，因此在环境监测和生物医学研究中得到广泛应用。
应用领域电化学分析在许多领域中具有广泛的应用。
1. 环境监测电化学分析在环境监测中起着重要的作用，可以用于测定水中的重金属离子、有机物和污染物的含量。
通过电化学分析，可以及时准确地监测环境中的污染物，并采取相应的措施进行治理和保护。
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利用保留值定性的依据是什么?4．利用相对保留值定性有什么优点?5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法?11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用?13．为什么载气需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常用气固色谱分离永久性气体?18．对气相色谱的载体有哪些要求?19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性大小如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点?27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
仪器分析(考点总结)
常用方法色谱分析法，电化学分析法，光学分析法，核磁共振波谱法，质谱分析法 (多)2 ．气相载气： N2，H2 和 He (多)3.基线：当色谱柱没有组分进入检测器时，反应检测器噪声随时间变化的线。
(名，判)4.基线漂移：基线随时间定向的缓慢变化。
(名)5.基线噪声：由各种因素所引起的基线起伏。
(名，判)6.保留时间：指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。
(名，判)指扣除死时间后的保留时间。
(名，判)7.调整保留时间:峰高为一半处的宽度。
(名，判，单)8.半峰宽度9.分配系数 K：在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。
(名，判，单)10.气相色谱分析色谱柱：分配系数大的组分需要流出色谱柱的时间较迟。
(填，判 )11.气相色谱分析原理：不同物质在两相间具有不同的分配系数。
(判)12.分配比 k ：容量因子或容量比，在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组分在两相中的质量比。
(名，判，单)：包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C1 。
(单)13.传质项14.分离度若两组峰高相近，峰形对称且满足正态分布，当 R=1 时，分离程度可达98%：当 R=1.5 时，相邻两峰已完全分开的标志，分离程度可达 99.7%。
(单)15.柱温对于沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。
(填，判，单)16.气相分离非极性物质，一般选用非极性固定液。
(单)17.气相检测器原理分类：浓度型检测器和质量型检测器。
(填，多，单)18.气相检测器分类：热导检测器 ( TCD )，氢火焰离子化检测器 ( FID ) ,电子俘获检测器( ECD ) ,火焰光度检测器( FPD ，单)。
(多)19.气相检测器性能指标：灵敏度 S ，检出限 D，最小检出量 Q0 ，响应时间，线性范围。
(多)20.气相色谱定性根据色谱保留值进行的。
(判)21. 气相色谱分析的特点：高效能，选择性好，灵敏度高，操作简单，应用广泛的分析、分离方法。
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
仪器分析电子教案(全)
仪器分析电子教案(一)一、教学目标1. 了解仪器分析的基本概念和分类2. 掌握常见仪器分析方法的基本原理及应用3. 培养学生的实验技能和分析问题的能力二、教学内容1. 仪器分析的基本概念1.1 仪器分析的定义1.2 仪器分析的特点2. 仪器分析的分类2.1 光学分析法2.2 电化学分析法2.3 色谱分析法2.4 质谱分析法2.5 其他分析法三、教学重点与难点1. 教学重点：1. 仪器分析的基本概念2. 常见仪器分析方法的基本原理及应用2. 教学难点：1. 各种仪器分析方法的原理及应用2. 实验操作技能的培养四、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理及方法2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力五、教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：各种仪器分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备仪器分析电子教案(二)一、教学目标1. 掌握光谱分析法的基本原理及应用2. 了解光谱分析法的分类及特点3. 培养学生的实验技能和分析问题的能力二、教学内容1. 光谱分析法的基本原理1.1 紫外-可见光谱分析法1.2 红外光谱分析法1.3 拉曼光谱分析法2. 光谱分析法的分类及特点2.1 紫外-可见光谱分析法2.2 红外光谱分析法2.3 拉曼光谱分析法3. 光谱分析法的应用3.1 有机化合物结构的鉴定3.2 生物大分子的结构分析3.3 环境监测及药物分析三、教学重点与难点1. 教学重点：1. 光谱分析法的基本原理2. 光谱分析法的分类及特点3. 光谱分析法的应用2. 教学难点：1. 各种光谱分析法的原理及应用2. 实验操作技能的培养四、教学方法1. 讲授法：讲解光谱分析法的基本原理、分类及应用2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力五、教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：光谱分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备仪器分析电子教案(三)一、教学目标1. 掌握色谱分析法的基本原理及应用2. 了解色谱分析法的分类及特点3. 培养学生的实验技能和分析问题的能力二、教学内容1. 色谱分析法的基本原理1.1 气相色谱分析法1.2 液相色谱分析法1.3 色谱-质谱联用分析法2. 色谱分析法的分类及特点2.1 气相色谱分析法2.2 液相色谱分析法2.3 色谱-质谱联用分析法3. 色谱分析法的应用3.1 生物大分子的分析3.2 环境监测及药物分析3.3 食品工业中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：1. 色谱分析法的基本原理2. 色谱分析法的分类及特点3. 色谱分析法的应用2. 教学难点：1. 各种色谱分析法的原理及应用2. 实验操作技能的培养四、教学方法1. 讲授法：讲解色谱分析法的基本原理、分类及应用2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力五、教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析电子教案(四)六、教学目标1. 理解电化学分析法的基本原理及应用2. 熟悉电化学分析法的分类和特点3. 提高学生的实验技能和问题解决能力二、教学内容1. 电化学分析法的基本原理1.1 直流电位滴定法1.2 电位分析法1.3 电化学发光分析法2. 电化学分析法的分类及特点2.1 直流电位滴定法2.2 电位分析法2.3 电化学发光分析法3. 电化学分析法的应用3.1 药物分析3.2 环境监测3.3 生物医学分析七、教学重点与难点1. 教学重点：1. 电化学分析法的基本原理2. 电化学分析法的分类及特点3. 电化学分析法的应用2. 教学难点：1. 各种电化学分析法的原理及应用2. 实验操作技能的培养八、教学方法1. 讲授法：讲解电化学分析法的基本原理、分类及应用2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力4. 互动讨论法：鼓励学生提问和参与讨论，增进理解九、教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：电化学分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备4. 教学软件：用于演示实验过程和分析结果十、教学评估1. 课堂问答：通过提问检查学生对知识点的理解程度2. 实验报告：评估学生在实验中的操作技能和问题解决能力3. 期末考试：综合测试学生对仪器分析知识的掌握情况仪器分析电子教案(五)十一、教学目标1. 理解质谱分析法的基本原理及应用2. 熟悉质谱分析法的分类和特点3. 提高学生的实验技能和问题解决能力十二、教学内容1. 质谱分析法的基本原理1.1 静态质谱法1.2 动态质谱法1.3 串联质谱法2. 质谱分析法的分类及特点2.1 静态质谱法2.2 动态质谱法2.3 串联质谱法3. 质谱分析法的应用3.1 蛋白质组学3.2 代谢组学3.3 药物分析与食品安全十三、教学重点与难点1. 教学重点：1. 质谱分析法的基本原理2. 质谱分析法的分类及特点3. 质谱分析法的应用2. 教学难点：1. 各种质谱分析法的原理及应用2. 实验操作技能的培养十四、教学方法1. 讲授法：讲解质谱分析法的基本原理、分类及应用2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力4. 互动讨论法：鼓励学生提问和参与讨论，增进理解十五、教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：质谱分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备4. 教学软件：用于演示实验过程和分析结果教学评估：1. 课堂问答：通过提问检查学生对知识点的理解程度2. 实验报告：评估学生在实验中的操作技能和问题解决能力3. 期末考试：综合测试学生对仪器分析知识的掌握情况仪器分析电子教案(六)十一、教学目标1. 理解其他分析方法的基本原理及应用2. 熟悉其他分析方法的特点3. 提高学生的实验技能和问题解决能力二、教学内容1. 其他分析方法的基本原理1.1 原子吸收光谱分析法1.2 原子荧光光谱分析法1.3 X射线荧光光谱分析法2. 其他分析方法的特点2.1 原子吸收光谱分析法2.2 原子荧光光谱分析法2.3 X射线荧光光谱分析法3. 其他分析法的应用3.1 环境监测3.2 材料分析3.3 生物医学分析教学重点与难点1. 教学重点：1. 其他分析方法的基本原理2. 其他分析方法的特点3. 其他分析法的应用2. 教学难点：1. 各种其他分析方法的原理及应用2. 实验操作技能的培养教学方法1. 讲授法：讲解其他分析方法的基本原理、特点及应用2. 案例分析法：分析具体实例，强化理论知识3. 实验操作法：培养学生的实验技能和分析问题的能力教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：其他分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备教学评估1. 课堂问答：通过提问检查学生对知识点的理解程度2. 实验报告：评估学生在实验中的操作技能和问题解决能力3. 期末考试：综合测试学生对仪器分析知识的掌握情况仪器分析电子教案(七)十二、教学目标1. 培养学生对仪器分析实验操作的技能2. 加强学生对实验数据的处理和分析能力3. 加深学生对仪器分析理论知识的理解二、教学内容1. 实验操作流程1.1 实验前的准备1.2 实验操作步骤1.3 实验后的整理2. 实验数据处理与分析2.1 数据采集2.2 数据处理2.3 结果分析3. 实验安全与规范3.1 实验安全知识3.2 实验操作规范教学重点与难点1. 教学重点：1. 实验操作流程2. 实验数据处理与分析3. 实验安全与规范2. 教学难点：1. 实验操作技能的培养2. 实验数据的处理和分析教学方法1. 讲授法：讲解实验操作流程、数据处理与分析、实验安全与规范2. 示范法：演示实验操作，让学生跟随操作3. 练习法：学生独立操作，教师指导教学准备1. 教材或教学资源：《仪器分析》等相关教材2. 实验器材：其他分析设备及实验用品3. 辅助工具：多媒体教学设备教学评估1. 实验操作考核：评估学生在实验中的操作技能2. 实验报告：评估学生在实验中的数据处理和分析能力3. 期末考试：综合测试学生对仪器分析知识的掌握情况仪器分析电子教案(八)十三、教学目标1. 培养学生对仪器分析实验操作的技能2. 加强学生对实验数据的处理和分析能力3. 加深学生对仪器分析理论知识的理解二、教学内容1. 实验操作流程1.1 实验前的准备1.2 实验操作步骤1.3 实验后的整理2. 实验数据处理与分析2.1 数据采集2.2 数据处理2.3 结果分析3. 实验安全与规范3.1 实验安全知识3.2 实验操作规范教学重点与难点1. 教学重点：1. 实验操作流程2. 实验数据处理与分析3. 实验安全与规范2. 教学难点：1. 实验操作技能的培养2. 实验数据的处理和分析教学方法1. 讲授法：讲解实验操作流程、数据处理与分析、实验安全与规范2. 示范法：演示实验操作，让学生跟随操作3. 练习法：学生独立操作，重点和难点解析本文主要介绍了仪器分析的教学目标、内容、重点和难点，以及相应的教学方法和评估方式。
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3.极谱法与伏安分析
伏安分析：通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析 电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。
极谱分析：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。
交流示波滴定装置
4.电导分析
普通电导分析
原理：依据溶液电导与电解质关系； 应用：高纯水质分析，酸雨监测；
高频电导分析
特点：溶液与电极不直接接触；
6. 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
二、电化学分析法的类别
classification of electrochemical analytical methods 电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反应，如电导法，电导滴定法等。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应，如微分电容，非法拉第法等。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
液体接界电位：在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的 溶液接触界面上，存在着微小的电位差，称之为液体接界 电位。 液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率 而引起。 盐桥： 饱和KCl溶液中加入 3%琼脂；K+、Cl-的 扩散速度接近，液接 电位保持恒定1-2mV。
液接电位的产生
（2）阳极、阴极、正极、负极 规定：凡起氧化反应的电极称为阳极
习惯分类方法（按测量的电化学参数分类）: (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势； (3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量; (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。
1. 电位分析法
电位分析法按应用方式可为两类 ： 直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物 质的活度有关，通过测量溶液的电动势， 根据能斯特方程计算被测物质的含量；
电位滴定: 分析法用电位测量装 置指示滴定分析过程中被测组分 的浓度变化，通过记录或绘制滴 定曲线来确定滴定终点的分析方 法。
研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法 最活跃的研究领域之一。
凡起还原反应的电极称为阴极 外电路电子流出的电极为负极 电子流入的电极为正极 NOTE:阳极≠正极，阴极≠负极!
（3) 电池的表示方法
（-）Cu│Cul/L)│Ag （+）
电动势：
E电池=E右-E左
B. 电解池：将电能转变为化学能的装置。
电池反应： 2Ag+ Cu2+ === Cu +2Ag+ 反应不能自发进行，必须外加能量，即电解才能进行。
1、电化学分析法的理论基础——化学电池 A.原电池：将化学能转变成电能装置。
（1）组成：以铜银原电池为例 Cu极： Cu ==Cu2++2eAg极： Ag++e-==Ag 电池反应：Cu +2Ag+==2Ag+ Cu2+ （反应自发进行）
【讨论】：盐桥的作用？
维持溶液中各部分保持电中性；消除液 接电位
三、电化学分析的特点及应用
characteristics and application fields of electrochemical analysis
1. 灵敏度、准确度高 适用于痕量甚至超痕量物质的分析。测物质的最低量可以达到10-12 mol/L数量级。
2. 仪器装置较为简单，操作方便,易于实现自动化 尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。
（ 4 ） 超 微 电 极 （ Ultramicroelectrodes ） 、 芯 片 电 极（chip electrode)
（5）另一个重要内容是微型计算机的应用，使电 化学分析方法产生飞跃。
特点：时间和空间上体现“快”，“小” 与“大”
4. 电化学分析的学习方法
电化学分析方法繁多，应注意归纳总结。 共性问题： 溶液的电化学性质；电极性质；基本原理；一般来说，溶液 产生的电信号与检测对象的活度有关；应用均可分为直接法 和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 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
第一节 电化学分析法 概 述
一、 电化学分析的特点及学习方法
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； （3）依据应用方式不同可分为：
直接法和间接法。
3 . 现代电化学分析方法
（ 1 ） 化 学 修 饰 电 极 （ chemically modified electrodes） 这种技术是20世纪80年代发展起来的。
（2）生物电化学传感器（Biosensor） （3）光谱电化学方法 （ Electrospectrochemistry）
3. 选择性好，分析速度快 4. 应用范围广，能适应多种用途
可用于无机离子的分析，测定有机化合物也日益广泛（如在药物分 析中）；可应用于活体分析（如用超微电极）；能进行组成、状态、 价态和相态分析；可用于各种化学平衡常数的测定一级化学反应机 理和历程的研究。
四、电化学分析基础（补充） electrochemical cell and electrode potential
2.电解与库仑分析法
电解分析： 在恒电流或控制电位 条件下，使被测物质在电极上析出，实 现定量分离测定目的的方法。
电重量分析法： 电解过程中在阴 极上析出的物质量通常可以用称重的方 法来确定。
库仑分析法： 依据法拉第电解定 律，由电解过程中电极上通过的电量确 定电极上析出的物质量的分析方法
电流滴定或库仑滴定： 恒电流下 电解产生的滴定剂与被测物作用。