《电化学分析导论》PPT课件
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09电化学分析导论
南京大学高鸿：各类电极和电极过程的电流理论与示波极谱 滴定。 复旦大学邓家祺教授：活化分析。 中国科学院环境生态研究中心：库仑分析。
湖南大学、核工业部Байду номын сангаас五所、上海工业大学、中国科学院南
京土壤研究所上海冶金研究所：离子选择性电极。
电化学分析导论
我国电分析化学方面的研究也很有特色
武汉大学：电化学传感器和生物电化学。
实用价值：金属和含共同配位体的两个难解离络合物组成的 电极（pM电极）
电化学分析导论
4、零类电极
惰性金属（Pt、Au、C等）电极，这类电极本身 不参与电极反应，仅作为氧化态和还原态物 质传递电子的场所，同时起传导电流的作用， 如
Fe3 , Fe2 Pt
Fe 0.0591lg Fe
Ag Ag
Ag
Ag Ag
0.0592 lg Ag 25C ，，由 Ag
Ag
S
2
, S 2
Cd
2
Ag
Ag
0.0592 K sp Ag2 S 0.0592 0.0592 lg lg Cd 2 lg Cd 2 Ag 2 K spCdS 2 2 Ag
电化学分析导论
电化学分析导论
定义：自发地将本身的化学能转变为电能。
阳极：发生氧化反应的电极； 阴极：发生还原反应的电极； 电流方向是Ag电极流向Cu电极
原电池
外电路中，电子流动的方向是Cu电极流向Ag电极。
正极：Ag电极；
负极：Cu电极 盐桥：使两个半电池保持电中性
电化学分析导论
定义：实现电化学反应所需能量由外部电源供给。
电化学分析导论
湖南大学、核工业部Байду номын сангаас五所、上海工业大学、中国科学院南
京土壤研究所上海冶金研究所：离子选择性电极。
电化学分析导论
我国电分析化学方面的研究也很有特色
武汉大学：电化学传感器和生物电化学。
实用价值：金属和含共同配位体的两个难解离络合物组成的 电极（pM电极）
电化学分析导论
4、零类电极
惰性金属（Pt、Au、C等）电极，这类电极本身 不参与电极反应，仅作为氧化态和还原态物 质传递电子的场所，同时起传导电流的作用， 如
Fe3 , Fe2 Pt
Fe 0.0591lg Fe
Ag Ag
Ag
Ag Ag
0.0592 lg Ag 25C ，，由 Ag
Ag
S
2
, S 2
Cd
2
Ag
Ag
0.0592 K sp Ag2 S 0.0592 0.0592 lg lg Cd 2 lg Cd 2 Ag 2 K spCdS 2 2 Ag
电化学分析导论
电化学分析导论
定义：自发地将本身的化学能转变为电能。
阳极：发生氧化反应的电极； 阴极：发生还原反应的电极； 电流方向是Ag电极流向Cu电极
原电池
外电路中，电子流动的方向是Cu电极流向Ag电极。
正极：Ag电极；
负极：Cu电极 盐桥：使两个半电池保持电中性
电化学分析导论
定义：实现电化学反应所需能量由外部电源供给。
电化学分析导论
《电化学分析导论》PPT课件
10:00:45
二、电极电位
electrode potential and detect 1.平衡电极电位
可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中Zn2+的化学势大于溶 液中Zn2+的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留在锌 片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层。
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
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3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001% 灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最
小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等) 设备较简单、操作方便、易于实现自动化 选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有
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化学电池的类型
原电池(Galvanic Cell)
化学能
电能
10:00:45
负极
阳极
正极
阴极
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
10:00:45
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
表
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三、液体接界电位与盐桥
liquid junction potential and salt bridge
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。
二、电极电位
electrode potential and detect 1.平衡电极电位
可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中Zn2+的化学势大于溶 液中Zn2+的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留在锌 片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层。
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
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3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001% 灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最
小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等) 设备较简单、操作方便、易于实现自动化 选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有
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化学电池的类型
原电池(Galvanic Cell)
化学能
电能
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负极
阳极
正极
阴极
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
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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
表
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三、液体接界电位与盐桥
liquid junction potential and salt bridge
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。
电分析化学导论ppt课件-2024鲜版
03
利用微纳米技术实现对生物样品的高灵敏度、高选择性检测，
如细胞内外物质的分析、生物大分子的检测等。
32
光谱技术在电分析中应用
01
光谱电化学
结合光谱技术和电化学方法，研究电极过程的动力学和机理，以及电极
材料的结构和性质。
02
表面增强拉曼光谱在电分析中的应用
利用表面增强拉曼光谱技术提高电分析的灵敏度和选择性，实现对痕量
2024/3/28
电解分析法
通过电解过程对物质进行定性和定量分 析。
库仑分析法
基于法拉第电解定律，通过测量电解过 程中所消耗的电量进行分析。
6
电分析化学在各个领域应用
环境监测
用于水质、大气、土壤等环境样品的检 测和分析。
食品工业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用于食品营养成分、添加剂和有害物质 的分析和检测。
生物医学
在生物样品分析、药物研发和临床医学 等领域有广泛应用。
34
THANKS
2024/3/28
35
电分析化学定义与发展
利用物质的电学和电化学性质 进行表征和测量的科学。
02
发展历程
01
电分析化学定义
2024/3/28
从伏打电池的发现到现代电化学 分析技术的不断革新。
5
电分析化学研究内容
电导分析法
通过测量溶液的电导率来分析溶液中的 离子浓度。
电位分析法
利用电极电位与待测物质浓度之间的关 系进行分析。
物质的检测。
2024/3/28
03
光电化学传感器
将光电转换技术与电化学传感器相结合，构建高灵敏度、高选择性的光
电化学传感器，用于环境、生物等领域的分析检测。
第1节 电化学分析法概述.ppt
0 Nhomakorabea:52:07
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
控制和在线分析。 （3）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； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。
08:52:07
4. 电化学分析的学习参考资料
General Books:
1* A.J.Bard and L.R.Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, Wiley, New York, 1980(2nd Edition, 2001) 电化学方法－原理和应用，邵元华等译，2005年5月，化学工业出版社
08:52:07
Series（丛书）
1. Electroanalytical Chemistry, ed. A.J.Bard 2. Modern Aspects of Electrochemistry, eds. J.O'M.Bockris, B.E.Conway, et al.,
Journals（学术期刊）
08:52:07
4. 现代电分析方法
时间和空间上体现“快”，“小” 与“大” 。 （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） （4）超微电极（Ultramicroelectrodes）、芯片电极（chip
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
控制和在线分析。 （3）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； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。
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4. 电化学分析的学习参考资料
General Books:
1* A.J.Bard and L.R.Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, Wiley, New York, 1980(2nd Edition, 2001) 电化学方法－原理和应用，邵元华等译，2005年5月，化学工业出版社
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Series（丛书）
1. Electroanalytical Chemistry, ed. A.J.Bard 2. Modern Aspects of Electrochemistry, eds. J.O'M.Bockris, B.E.Conway, et al.,
Journals（学术期刊）
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4. 现代电分析方法
时间和空间上体现“快”，“小” 与“大” 。 （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） （4）超微电极（Ultramicroelectrodes）、芯片电极（chip
第11章电化学分析法导论
2019/5/10
7
11-2 电化学分析基础 一、化学电池与电化学分析装置 化学电池：原电池和电解电池。 电化学基本装置：两支电极、电源、放大与
显示记录装置。
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8
1.原电池（也称为Daniell电池） 原电池的构造：以Cu-Zn原电池装置为例。
氧化型 ne 还原型 电对： Zn 2/Zn， Cu2/Cu
适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 4.传统电化学分析：无机离子的分析； 5.测定有机化合物也日益广泛。如药物分析
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4
三、电化学分析法的类别（主要） 1.电位分析法 ①直接电位法:电极电位与溶液中电活性物质
的活度有关。 ②电位滴定: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。
10倍于被测溶液。 常用作盐桥的电解质有：KCl、NH4Cl、KNO3
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26
11-3 电极的分类 一、参比电极 1.标准氢电极（SHE）
2H+ (Cθ)+ 2e = H2 (pθ) 电位值为零(任何温度)。
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2.甘汞电极（CE）
电极反应：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl-
NCE 0.2828V
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双液接甘汞电极示意图：
导线 绝缘帽 加液口
饱和KCl溶液 内部电极
多孔物质
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外盐桥套管 0.1mol/L KNO3溶液
（2）指示电极 电极电位则随测量溶液和浓度不同而变
化。由电池电动势的大小可以确定待测溶液 的活度（常用浓度代替）大小。
电化学分析法导论PPT课件
AgCl
Ag
0 .0591 lg Ksp
Ag
Ag
对于生成络合物的电极
体系有：
14
Ag ( CN
)
2
e
Ag
2 CN
Ag ( CN
)
2
Ag
0 .0591
Ag ( CN
)
2
lg 2
CN
又
Ag ( CN
)
2
Ag 2 CN
K 稳 ＝
Ag ( CN
)
2
Ag
2 CN
Ag e Ag
3、辅助电极或对电极
它们是提供电子传导的场所，与工作电极组成电池，形 成通路，但电极上进行的电化学反应并非实验中所需研究或 测试的。当通过的电流很小时，一般直接由工作电极和参比 电极组成电池，但是，当通过的电流较大时，参比电极不能 负荷，其电位不再稳定，或体系的iR降低太大，难以克服， 此时需再采用辅助电极，即构成所谓三电极系统来测量或控 制工作电极的电位。
5
以北京大学的高小霞、中国地质科学院的姚修仁为代表进行的极谱催化波的
研究和应用，取得了突出的成绩，特别是用于稀土元素的测定，处于国际领先水 平。
以南京大学高鸿为代表进行的研究各类电极和电极过程的电流理论与示波极谱 滴定，跻身于世界前列。
复旦大学的邓家祺教授研究活化分析。
中国科学院环境生态研究中心研究库仑分析。
究电分析化学技术发展的前沿领域。
6
电分析化学虽然只有一、二百年历史，但作为分析手段，方法是多样
化，应用是广泛化，有经典的成熟方法，也有新创的刚露头的方法，不但 在技术上日新月异，而且在理论上也是不断深入提高和前进的，因此要把 许多电分析化学方法恰当地分类是有一定困难的。
电化学分析法导论PPT课件
• 原电池和电解池
• 能自发地将化学能转变成电能的装置称为原电 池（Galvanic cell）；而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 的装置称为电解池（Electrolytic cell ）。
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15
第15页/共100页
化学电池中的电子及电荷流动
化学电池是化学能与电能互相转换的装置:
17
第17页/共100页
• C) 电极表面/溶液界面，通过氧化还原反应(半反应)将电子与离子两个通道结合起 来：
• 阳极：Zn(s) ⇋ Zn2+ + 2e 氧化反应 • 阴极：Cu2+ + 2e⇋ Cu(s) 还原反应 • 电池总反应： Zn(s)+ Cu2+ ⇋ Zn2+ + Cu(S)
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11
第11页/共100页
3. 近代电分析方法
固体电子线路出现，从仪器上开始突破， 克 服 充 电 电 流 的 问 题 ， 方 波 极 谱 ， 1952 G ． C ． Barker 提 出 方 波 极 谱 。 1966 年 S．Frant和 J．Ross提出单晶（LaF3）作为 F— 选择电极，“膜电位”理论建立完善。其 它分析方法，催化波和溶出法等的发展，主 要从提高灵敏度方面作出贡献。
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第12页/共100页
4 . 现代电分析方法
时间和空间上体现“快”、“小” 与 “大” 。
（1）化学修饰电极
（chemically modified electrodes）
（2）生物电化学传感器（Biosensor）
（3）光谱－－电化学方法
• 能自发地将化学能转变成电能的装置称为原电 池（Galvanic cell）；而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 的装置称为电解池（Electrolytic cell ）。
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化学电池中的电子及电荷流动
化学电池是化学能与电能互相转换的装置:
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• C) 电极表面/溶液界面，通过氧化还原反应(半反应)将电子与离子两个通道结合起 来：
• 阳极：Zn(s) ⇋ Zn2+ + 2e 氧化反应 • 阴极：Cu2+ + 2e⇋ Cu(s) 还原反应 • 电池总反应： Zn(s)+ Cu2+ ⇋ Zn2+ + Cu(S)
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3. 近代电分析方法
固体电子线路出现，从仪器上开始突破， 克 服 充 电 电 流 的 问 题 ， 方 波 极 谱 ， 1952 G ． C ． Barker 提 出 方 波 极 谱 。 1966 年 S．Frant和 J．Ross提出单晶（LaF3）作为 F— 选择电极，“膜电位”理论建立完善。其 它分析方法，催化波和溶出法等的发展，主 要从提高灵敏度方面作出贡献。
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4 . 现代电分析方法
时间和空间上体现“快”、“小” 与 “大” 。
（1）化学修饰电极
（chemically modified electrodes）
（2）生物电化学传感器（Biosensor）
（3）光谱－－电化学方法
电分析化学导论PPT课件
Id = k C
第3页/共37页
✓1942年A. Hickling研制成功三电极恒电位仪 ✓上世纪50年代后普遍应用运算放大电路，恒电 位仪、恒电流仪和积分仪成型。为控制电位电 解和库仑分析提供方便
2 电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就 是上述三大定量关系的建立。50 年代，极谱法灵敏 度，和电位法pH测定传导过程没有很好解决。
A. J. Bard: 拥有全球目前
最大的电化学课题组， 研究内容覆盖几乎所有的 电化学方向。
Michael Grätzel: 染料敏化太阳能 电池的创始人，在瑞士联邦洛桑工 学院，拥有一流的光电化学实验室， 除了太阳能电池外，还涉及锂离子 电池和其它半导体发光材料的研究。
第17页/共37页
Richard G. Compton 欧洲最大的电化学研究组，主要致 力于理论电化学方面的研究，包括 计算电化学、光电化学、超声电化 学以及超快电化学研究。其主体实 验室建在牛津大学。
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。
第30页/共37页
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
第28页/共37页
分类——按其测量方式不同分类
（1）根据待测溶液的浓度 C 与某一电参数之间的关 系求得分析结果。 电参数可以是电导、电位、电流、电量等 它包括：电导、电位、极谱、库仑分析法
（2）通过测量某一电参数的突变来指示滴定分析终点 的方法，又称电滴定分析法。 包括电导滴定、电位滴定、电流滴定等
第3页/共37页
✓1942年A. Hickling研制成功三电极恒电位仪 ✓上世纪50年代后普遍应用运算放大电路，恒电 位仪、恒电流仪和积分仪成型。为控制电位电 解和库仑分析提供方便
2 电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就 是上述三大定量关系的建立。50 年代，极谱法灵敏 度，和电位法pH测定传导过程没有很好解决。
A. J. Bard: 拥有全球目前
最大的电化学课题组， 研究内容覆盖几乎所有的 电化学方向。
Michael Grätzel: 染料敏化太阳能 电池的创始人，在瑞士联邦洛桑工 学院，拥有一流的光电化学实验室， 除了太阳能电池外，还涉及锂离子 电池和其它半导体发光材料的研究。
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Richard G. Compton 欧洲最大的电化学研究组，主要致 力于理论电化学方面的研究，包括 计算电化学、光电化学、超声电化 学以及超快电化学研究。其主体实 验室建在牛津大学。
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。
第30页/共37页
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
第28页/共37页
分类——按其测量方式不同分类
（1）根据待测溶液的浓度 C 与某一电参数之间的关 系求得分析结果。 电参数可以是电导、电位、电流、电量等 它包括：电导、电位、极谱、库仑分析法
（2）通过测量某一电参数的突变来指示滴定分析终点 的方法，又称电滴定分析法。 包括电导滴定、电位滴定、电流滴定等
电化学分析导论 2
半电池符号：Ag，AgCl（固）KCl 电极电位（25℃）： EAgCl/Ag = EAgCl/Ag - 0.059lgaCl-
表 银-氯化银电极的电极电位（25℃）
KCl 浓度 电极电位（V）
0.1mol/LAg-AgCl 电极 0.1 mol / L +0.2880
标准 Ag-AgCl 电极 1.0 mol / L +0.2223
E(Hg22+/Hg )= E (Hg22+/Hg ) - 0.059lgaMn+ （4）惰性金属电极
电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交 换.故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或 释放电子的场所。
22:17:23
（5）膜电极
特点: 仅对溶液中特定离子有选择性响应（离子选择性电极）。 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等 构成。 膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。
22:17:23
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
22:17:23
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
22:17:23
二、电极电位
银电极的标准电极电位：+0.799 V。
在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等 于1 时的电极电位称为：标准电极电位。
22:17:23
22:17:23
表
22:17:23
三、液体接界电位与盐桥
表 银-氯化银电极的电极电位（25℃）
KCl 浓度 电极电位（V）
0.1mol/LAg-AgCl 电极 0.1 mol / L +0.2880
标准 Ag-AgCl 电极 1.0 mol / L +0.2223
E(Hg22+/Hg )= E (Hg22+/Hg ) - 0.059lgaMn+ （4）惰性金属电极
电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交 换.故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或 释放电子的场所。
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（5）膜电极
特点: 仅对溶液中特定离子有选择性响应（离子选择性电极）。 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等 构成。 膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。
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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
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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
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二、电极电位
银电极的标准电极电位：+0.799 V。
在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等 于1 时的电极电位称为：标准电极电位。
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表
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三、液体接界电位与盐桥
2024版第08章电分析化学导论
生物医学应用
生物组织和体液中的电解质成分与生理状态密切相关。通过 测量生物样本的电导率，可获取有关生物体内部环境的信息。 例如，在临床上可利用血液电导率的测量来辅助诊断某些疾 病。
极谱分析法与伏安分
05
析法
极谱分析法基本原理及操作
基本原理
极谱分析是一种基于电解过程中电极电位与电流关系的 分析方法。在极谱分析中，待测物质在滴汞电极上发生 还原反应，产生极谱电流，通过测量电流与电位的关系， 可以确定待测物质的浓度。
伏安分析法应用举例
伏安分析法可用于测定无机物、有机物和生物样品等物 质的含量。例如，在药物分析中，可以利用伏安分析法 测定药物中的有效成分含量；在生物分析中，可以利用 伏安分析法测定生物样品中的代谢物含量。
现代电分析化学技术
06
进展
生物传感器在电分析中应用
01
生物传感器基本原理
利用生物活性物质（如酶、抗体、细胞等）与待测物质之间的特异性相
互作用，将生物化学反应转化为可测量的电信号。
02
生物传感器在电分析中的应用实例
如葡萄糖生物传感器用于糖尿病患者ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ血糖监测，乳酸生物传感器用于
运动医学中的乳酸测定等。
03
生物传感器的发展趋势
提高选择性、灵敏度和稳定性，实现多组分同时测定和在线实时监测。
微流控芯片技术在电分析中应用
微流控芯片技术基本原理
要点二
库仑分析法应用举例
环境水样中重金属离子的测定、食品中添加剂的测定等。
电导分析法
04
电导率测量原理及方法
电导率定义
01
电导率是物质导电能力的量度，其大小与物质中载流子的浓度
和迁移率有关。
测量原理
生物组织和体液中的电解质成分与生理状态密切相关。通过 测量生物样本的电导率，可获取有关生物体内部环境的信息。 例如，在临床上可利用血液电导率的测量来辅助诊断某些疾 病。
极谱分析法与伏安分
05
析法
极谱分析法基本原理及操作
基本原理
极谱分析是一种基于电解过程中电极电位与电流关系的 分析方法。在极谱分析中，待测物质在滴汞电极上发生 还原反应，产生极谱电流，通过测量电流与电位的关系， 可以确定待测物质的浓度。
伏安分析法应用举例
伏安分析法可用于测定无机物、有机物和生物样品等物 质的含量。例如，在药物分析中，可以利用伏安分析法 测定药物中的有效成分含量；在生物分析中，可以利用 伏安分析法测定生物样品中的代谢物含量。
现代电分析化学技术
06
进展
生物传感器在电分析中应用
01
生物传感器基本原理
利用生物活性物质（如酶、抗体、细胞等）与待测物质之间的特异性相
互作用，将生物化学反应转化为可测量的电信号。
02
生物传感器在电分析中的应用实例
如葡萄糖生物传感器用于糖尿病患者ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ血糖监测，乳酸生物传感器用于
运动医学中的乳酸测定等。
03
生物传感器的发展趋势
提高选择性、灵敏度和稳定性，实现多组分同时测定和在线实时监测。
微流控芯片技术在电分析中应用
微流控芯片技术基本原理
要点二
库仑分析法应用举例
环境水样中重金属离子的测定、食品中添加剂的测定等。
电导分析法
04
电导率测量原理及方法
电导率定义
01
电导率是物质导电能力的量度，其大小与物质中载流子的浓度
和迁移率有关。
测量原理
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）
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。
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。
《电化学分析法导论》PPT课件
若不注，则为1mol·L-1；101325Pa(1atm)；25℃。 • 4. E电池=φ右-φ左=φ阴-φ阳
上述电解池则为 Cu | CuSO4 (y mol·L-1) || ZnSO4 (x mol·L-1) | Zn
编辑ppt
11
4.电池电动势
• 电池电动势——
• 当流过电池的电流为零或近于零时两电极 间的电位差。
编辑ppt
7
•1. 原电池——
5
•自发地将本身的化学能转变成电能的化学电池
• 电极反应： Zn-2e=Zn2+ 氧化反应 阳极 Cu2++2e=Cu 还原反应 阴极
• 电池反应： Zn+Cu2+=Zn2+ + Cu
编辑ppt
8
2.电解池
• 由外电池供给电能实行电化学反应的化学电池
•电 极 反 应 ： Zn2++2e=Zn
电解分析法：恒电流电解分析法、恒电位电解分 析法
库仑分析法：控制电位库仑分析法、库仑滴定法 （恒电流） • 伏安和极谱分析法：极谱分析法、伏安分析法
编辑ppt
3
电化学分析法特点
• 准确度高 • 灵敏度高 一般10-4—10-8mol·L-1 • 选择性好 • 可测组分含量范围宽，适用范围广 • 仪器设备简单，易于自动化
测定电位都是在没有电流通过电极，当电池中各种
反应都处于平衡状态中所编测辑得ppt的值
13
2、实际电极电位的测定
• 标准电极电位
（NHE）|| 待测电极
• 实际 SCE || 待测电极
φSCE = 0.242V（VS·NHE） • 例：
若φX（VS·NHE）=0.344V， 则φX（VS·SCE）=？ φX（VS·SCE）= φX（VS·NHE）-φSCE（VS·NHE）
上述电解池则为 Cu | CuSO4 (y mol·L-1) || ZnSO4 (x mol·L-1) | Zn
编辑ppt
11
4.电池电动势
• 电池电动势——
• 当流过电池的电流为零或近于零时两电极 间的电位差。
编辑ppt
7
•1. 原电池——
5
•自发地将本身的化学能转变成电能的化学电池
• 电极反应： Zn-2e=Zn2+ 氧化反应 阳极 Cu2++2e=Cu 还原反应 阴极
• 电池反应： Zn+Cu2+=Zn2+ + Cu
编辑ppt
8
2.电解池
• 由外电池供给电能实行电化学反应的化学电池
•电 极 反 应 ： Zn2++2e=Zn
电解分析法：恒电流电解分析法、恒电位电解分 析法
库仑分析法：控制电位库仑分析法、库仑滴定法 （恒电流） • 伏安和极谱分析法：极谱分析法、伏安分析法
编辑ppt
3
电化学分析法特点
• 准确度高 • 灵敏度高 一般10-4—10-8mol·L-1 • 选择性好 • 可测组分含量范围宽，适用范围广 • 仪器设备简单，易于自动化
测定电位都是在没有电流通过电极，当电池中各种
反应都处于平衡状态中所编测辑得ppt的值
13
2、实际电极电位的测定
• 标准电极电位
（NHE）|| 待测电极
• 实际 SCE || 待测电极
φSCE = 0.242V（VS·NHE） • 例：
若φX（VS·NHE）=0.344V， 则φX（VS·SCE）=？ φX（VS·SCE）= φX（VS·NHE）-φSCE（VS·NHE）
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第一章 电化学分析导论
an introduction to electrochemical analysis
第一节 电化学分析法 概 述
generalization of electrochemical analysis
一、电化学分析的特点与学
习方法
characteristics and learning method of electrochemical analysis
设备较简单、操作方便、易于实现自动化
选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有 较好的选择性.如控制阴极电位电解法,可在多种金 属共存时分离并测定一种金属
2020/11/7
.
3
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，
交流示波滴定装置
2020/11/7
.
9
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；
2020/11/7
.
10
三、电化学分析的应用领域
application fields of electrochemical analysis
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
2020/11/7
.
2
3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001%
灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最 小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等)
一、化学电池 chemical cell
2020/11/7
.
6
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。
chemical analysis
三、液接电位与盐桥
第二节
liquid junction potential and salt
bridge
化学电池与电极电位 四、电极与电极分类
electrochemical cell and electrode potential
electrode and classification of electrodes
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。
2020/11/7
.
8
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。
2020/11/7
.
5
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
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.化学平衡常数测定 2.化学反应机理研究 3.化学工业生产流程中的监测与自动控制 4.环境监测与环境信息实时发布 5.生物、药物分析 6.活体分析和监测（超微电极直接刺入生物体内）
2020/11/7
.
11
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
二、电化学分析法的类别
classification of electrochemical analytical methods
三、电化学分析的应用领域
application field of electrochemical analysis
一、 电化学分析的特点与学习方法
characteristics and learning method of electrochemical analysis
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
2020/11/7
.
4
5. 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
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
2020/11/7
.
结束
12
第三章
一、化学电池
电化学分析导论
chemical cell
二、电极电位与测量
an introduction to electro- electrode potential and detect
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。
2020/11/7
.
7
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
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；
an introduction to electrochemical analysis
第一节 电化学分析法 概 述
generalization of electrochemical analysis
一、电化学分析的特点与学
习方法
characteristics and learning method of electrochemical analysis
设备较简单、操作方便、易于实现自动化
选择性较好 除电导分析和恒电流电重量分析法以外,其他都有 较好的选择性.如控制阴极电位电解法,可在多种金 属共存时分离并测定一种金属
2020/11/7
.
3
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，
交流示波滴定装置
2020/11/7
.
9
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；
2020/11/7
.
10
三、电化学分析的应用领域
application fields of electrochemical analysis
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
2020/11/7
.
2
3. 电化学分析法的特点
准确度高 精密库仑滴定分析的理论相对误差为0.0001%
灵敏度较高 有些方法(脉冲伏安法测水中痕量砷, 其最 小含量达10-9%)的灵敏度可与发射光谱等 方法相当
测量范围广 视具体方法而异（可分析微量、中等含量、纯物质等)
一、化学电池 chemical cell
2020/11/7
.
6
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。
chemical analysis
三、液接电位与盐桥
第二节
liquid junction potential and salt
bridge
化学电池与电极电位 四、电极与电极分类
electrochemical cell and electrode potential
electrode and classification of electrodes
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。
2020/11/7
.
8
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。
2020/11/7
.
5
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
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.化学平衡常数测定 2.化学反应机理研究 3.化学工业生产流程中的监测与自动控制 4.环境监测与环境信息实时发布 5.生物、药物分析 6.活体分析和监测（超微电极直接刺入生物体内）
2020/11/7
.
11
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
二、电化学分析法的类别
classification of electrochemical analytical methods
三、电化学分析的应用领域
application field of electrochemical analysis
一、 电化学分析的特点与学习方法
characteristics and learning method of electrochemical analysis
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
2020/11/7
.
4
5. 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
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
2020/11/7
.
结束
12
第三章
一、化学电池
电化学分析导论
chemical cell
二、电极电位与测量
an introduction to electro- electrode potential and detect
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。
2020/11/7
.
7
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
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；