武汉大学分析化学下册考研课件-电分析.ppt
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武汉大学分析化学课件 分析化学概论
实时分析
化学图象
过程分析
分离技术
传感器
联用技术
接口
定性
第一章 化学分析概论
重量法：分离 称重 重量法：分离---称重 沉淀法、 沉淀法、气化法和电解法等 滴定分析法：又称容量分析法 滴定分析法： 酸碱滴定法、 酸碱滴定法、络合滴定法 氧化还原滴定法、 氧化还原滴定法、沉淀滴定法 滴定方式： 滴定方式：
分析方法的分类
按试样用量及操作规模分：常量、半微量、微量和超微量分析 方法
常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
试样质量
>0.1g 0.01-0.1g 0.1-10mg <0.1mg
试液体积
>10 mL 1-10 mL 0.01-1 mL <0.01 mL
按待测成分含量分：常量分析(>1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(<0.01％)
V ★滴定管 量至 滴定管(量至 量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3)
★容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 容量瓶 ★移液管:25.00mL(4); 移液管 量筒(量至 量至1mL或0.1mL):25mL(2), 4.0mL(2) 或 ☆ 量筒 量至
有效数字运算中的修约规则
对照实验：标准方法、标准样品、 对照实验：标准方法、标准样品、标准加入 空白实验 校准仪器 校正分析结果Biblioteka 1.2 有效数字及运算规则
有效数字： 有效数字：分析工作中实际能测得的数字 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 数字前0不计 数字后计入 : 0.02340 数字前 不计,数字后计入 不计 数字后的0含义不清楚时 含义不清楚时, 数字后的 含义不清楚时 最好用指数形式表示 : 1000 ( 1.0×103 ， × 1.00×103 ，1.000 ×103 ) × 自然数(如倍数关系、分数关系 和常数 和常数(如 自然数 如倍数关系、分数关系)和常数 如π)可看成有无限多位数 如倍数关系 数据的第一位数大于等于8的 可多计一位有效数字 可多计一位有效数字， 数据的第一位数大于等于 的,可多计一位有效数字，如 9.45×104, × 95.2%, 8.65 对数与指数的有效数字位数按尾数计， 对数与指数的有效数字位数按尾数计， 如 10-2.34 ; pH=11.02, 则[H+]=9.5×10-12 × 误差只需保留1～ 位 误差只需保留 ～2位
《分析化学》(第5版)(上下册) 武汉大学 下册 08-1
一．电位分析 的一些重要概念 1.半反应式的写法及电极符号
Ox + ne- = Red
以还原形式表示，规定金属电极与标准
氢电极组成电池时，金属带静电的符 号为正电荷时，则其电极电位 为正值，金属带负电荷时，则 其电极电位为负值。 推广之，任何
两电极组成的电池，正者即为“正极”，负 者即为“负极”。
的电极体系。它能间接反映与该金属离子生 成难溶盐（或络离子）的阴离子的活度。
AgCl + e-
Ag +Cl-
Ag(CN)-2 +e-
Ag + 2CN2-
这类电极主要有AgX及银络离子，EDTA络
离子,汞化合物等。甘汞电极属此类。
(3) 第三类电极
是指金属及其离子与另一种金属离子具有 共同阴离子的难溶盐或难离解的络离子组成 的电极体系，典型例子是草酸盐：
（3）电解质位于两电极之间。 （4）气体或均相电极反应，反应本身不能直接作电极，
要用惰性材料作电极，以传导电流，在表示图中要指 出何种电极材料（如Pt, Au, c等）。 （5）电池中的溶液应注明浓（活）度，如有气体则应注 明压力，温度，若不注明系指摄氏25oC和1大气压。
3.电极反应称呼及正负电极的关系
其溶液pH值与H+的浓度C和溶液离子强度I有 关，采用相对方法 测定 ，电池式为：
Pt，H2（1atm）︱H+‖KCl（饱和～4mol/L）︱Hg2Cl2，Hg
而可推得：
RT
EXESC EFlnHXEj
ES ESCERFTlnHSEj
pH XpH S(ER XlTE n1s)F 0
这就是pH值的实用定义。未知pH值只是标准 pH值的相对值，所以没有明确的热力学意义 。
Ox + ne- = Red
以还原形式表示，规定金属电极与标准
氢电极组成电池时，金属带静电的符 号为正电荷时，则其电极电位 为正值，金属带负电荷时，则 其电极电位为负值。 推广之，任何
两电极组成的电池，正者即为“正极”，负 者即为“负极”。
的电极体系。它能间接反映与该金属离子生 成难溶盐（或络离子）的阴离子的活度。
AgCl + e-
Ag +Cl-
Ag(CN)-2 +e-
Ag + 2CN2-
这类电极主要有AgX及银络离子，EDTA络
离子,汞化合物等。甘汞电极属此类。
(3) 第三类电极
是指金属及其离子与另一种金属离子具有 共同阴离子的难溶盐或难离解的络离子组成 的电极体系，典型例子是草酸盐：
（3）电解质位于两电极之间。 （4）气体或均相电极反应，反应本身不能直接作电极，
要用惰性材料作电极，以传导电流，在表示图中要指 出何种电极材料（如Pt, Au, c等）。 （5）电池中的溶液应注明浓（活）度，如有气体则应注 明压力，温度，若不注明系指摄氏25oC和1大气压。
3.电极反应称呼及正负电极的关系
其溶液pH值与H+的浓度C和溶液离子强度I有 关，采用相对方法 测定 ，电池式为：
Pt，H2（1atm）︱H+‖KCl（饱和～4mol/L）︱Hg2Cl2，Hg
而可推得：
RT
EXESC EFlnHXEj
ES ESCERFTlnHSEj
pH XpH S(ER XlTE n1s)F 0
这就是pH值的实用定义。未知pH值只是标准 pH值的相对值，所以没有明确的热力学意义 。
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。
武汉大学分析化学课件第17章电分析化学新方法
17.4.2. 功能化纳米结构电极
纳米材料表面经化学、物理处理,可组装为功能化 的纳米结构电极.由于功能化分子千差万别,这类电极通 常呈现出千变万化的结构和性质.
以碳纳米管为例,在其表面修饰上一层Nafion<一种 全氟化阳离子交换剂>溶液,制备出一种新型膜电极.由 于Nafion分子上有磺酸基团,使得碳纳米管膜表面带负 电,它会排斥荷负电的物质而吸附带正电荷的物质,因此 可用于含多巴胺、抗坏血酸、尿酸的生物样品中多巴 胺的测定.
G O D /F A D H 2 G O D /F A D + 2 H + + 2 e -
17.2.2. 电化学免疫传感器
免疫法是利用抗体与抗原或半抗原之间的高选择 性反应而建立起来的分析方法,它具有很高的选择性和 低的检出限.
电化学免疫传感器是基于抗原与抗体反应而进行 特异性的定量或半定量分析的集成器件,其中抗原和抗 体是分子识别单元,它们与电化学换能单元相连接,并通 过换能器将被测物质的浓度信息转变为相应的电信号, 可以应用于多种抗原、半抗原或抗体的检测.
17.2. 生物电化学传感器
生物电化学传感器是一种将生物化学反应能转换 为电信号的装置.通常将生物成分,如酶、抗原/抗体、 植物或动物组织等连接到电极表面,起到生物分子识别 或生物化学受体的作用.
17.2.1. 酶传感器
根据检测信号的不同,酶传感器有电位与电流型之 分,前者是以Nernst方程作为定量的基础,后者则是基 于伏安或电流检测技术,目前电流型酶电极是发展的主 流.考虑到第14章已介绍过电位型酶传感器,这里仅讨 论电流型的酶传感器.
17.5.2. 光谱电化学
当一束光透过电极和溶液的时候,根据溶液或电极 表面物质吸收光谱的变化,可以判断电极反应的分子信 息.
武汉大学分析化学课件
总结词
荧光分析法是一种基于荧光物质与激发光的相互作用 的定量分析方法，通过测量荧光物质在特定波长光辐 射激发下的荧光发射强度来测定物质含量。
详细描述
荧光分析法具有高灵敏度、高选择性、低检测限等优 点，广泛应用于生物、医学、环境等领域。该方法的 基本原理是荧光物质在受到特定波长的光辐射激发后 ，会产生荧光发射，荧光发射的强度与荧光物质含量 成正比。通过测量荧光发射的强度，可以确定荧光物 质含量。荧光分析法可以通过直接测量荧光发射强度 或通过荧光光谱分析来进一步确定荧光物质的成分和 结构信息。
滴定分析是一种通过滴加标准溶 液来测量待测物质含量的方法， 其原理基于化学反应的定量关系
。
滴定类型
根据滴加标准溶液的方式和反应类 型的不同，滴定分析可分为酸碱滴 定、络合滴定、氧化还原滴定等。
滴定分析计算
通过滴定曲线、计量点、滴定误差 等参数，可以计算出待测物质的含 量。
重量分析法
重量分析原理
重量分析是一种通过测量 沉淀物的质量来确定待测 物质含量的方法。
实验操作规范
实验器材的使用
正确使用实验器材，确保其功能正常、准确 。
实验操作的准确性和规范性
严格按照操作规程进行实验，确保数据的可 靠性和准确性。
实验试剂的管理
合理保存、取用实验试剂，避免试剂污染或 失效。
实验记录的规范性
及时、准确地记录实验数据和现象，为后续 数据处理和分析提供依据。
实验数据处理与分析
武汉大学分析化学 课件
目录
• 绪论 • 分析化学基础 • 化学分析法 • 仪器分析法 • 实验技能与操作 • 分析化学的应用
01
CATALOGUE
绪论
分析化学的定义和重要性
荧光分析法是一种基于荧光物质与激发光的相互作用 的定量分析方法，通过测量荧光物质在特定波长光辐 射激发下的荧光发射强度来测定物质含量。
详细描述
荧光分析法具有高灵敏度、高选择性、低检测限等优 点，广泛应用于生物、医学、环境等领域。该方法的 基本原理是荧光物质在受到特定波长的光辐射激发后 ，会产生荧光发射，荧光发射的强度与荧光物质含量 成正比。通过测量荧光发射的强度，可以确定荧光物 质含量。荧光分析法可以通过直接测量荧光发射强度 或通过荧光光谱分析来进一步确定荧光物质的成分和 结构信息。
滴定分析是一种通过滴加标准溶 液来测量待测物质含量的方法， 其原理基于化学反应的定量关系
。
滴定类型
根据滴加标准溶液的方式和反应类 型的不同，滴定分析可分为酸碱滴 定、络合滴定、氧化还原滴定等。
滴定分析计算
通过滴定曲线、计量点、滴定误差 等参数，可以计算出待测物质的含 量。
重量分析法
重量分析原理
重量分析是一种通过测量 沉淀物的质量来确定待测 物质含量的方法。
实验操作规范
实验器材的使用
正确使用实验器材，确保其功能正常、准确 。
实验操作的准确性和规范性
严格按照操作规程进行实验，确保数据的可 靠性和准确性。
实验试剂的管理
合理保存、取用实验试剂，避免试剂污染或 失效。
实验记录的规范性
及时、准确地记录实验数据和现象，为后续 数据处理和分析提供依据。
实验数据处理与分析
武汉大学分析化学 课件
目录
• 绪论 • 分析化学基础 • 化学分析法 • 仪器分析法 • 实验技能与操作 • 分析化学的应用
01
CATALOGUE
绪论
分析化学的定义和重要性
武汉大学分析化学下册13电化学分析导论
（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。
三电极体系
13:16:31
A
CE RE
三电极电路示意图
Potentiostat
WE
V
第六节 电化学极化
当有电流通过电极时，总的反应速率不等于零， 即原有的热力学平衡被破坏，致使电极电位偏离 平衡电位，这种现象叫做极化现象。 超电位（η）：η＝E－Eeq
稳态极化曲线 以η-lgi作图，得Tafel直线，将阴极和阳极两条Tafel 直线外推到交点，交点的横坐标为lg iθ，纵坐标为 η=0，对应平衡电势Eeq
按动力学过程分类
静态方法又称稳态法：即平衡态或非极化条件下的测量方 法。体系没有电流通过，如电位法和电位滴定法；有电流 通过，但电流很小，电极表面能快速地建立起扩散平衡， 如微电极体系等。 动态方法又称暂态法：即动态或极化条件下的测量方法。 当电流刚开始通过，电极体系的参量（如浓度分布、电流 和电极电位等）均在不断变化时所实现的测量方法。在现 代电分析化学中，为了实现快速分析，暂态测量方法得到 了广泛的应用，如伏安法、计时电位法等。
对于水溶液体系，E≈1V，要求
V为电位仪显示的电势值 E为工作电极的电极电势
R仪器 1000R池
几种电池部件的内阻
电池部件 固体膜电极 PVC膜电极
内阻 104~106Ω 105~108Ω
武汉大学《分析化学》(第6版)(下册)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第14~17章
答：（1）电位分析法可分为直接电位法和电位滴定法两类。 （2）依据的定量原理不一样，其区别如下： ①直接电位法是通过测量电池电动势来确定指示电极的电位，然后根据 Nernst 方程计 算出被测物质的含量。 ②电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的电分析方法。 （3）它们各自的特点为： ①直接电位法具有响应快，稳定，重现性好等许多优点，以指示电极、参比电极及试液 组成测量电池，依赖于 Nernst 方程。 ②电位滴定法具有准确度高，可用于无优良指示剂、有色或混浊的溶液的滴定，还可用
pH x
pH s
(Ex Es )F RT ln10
x 表示未知溶液，s 表示标准溶液，该式称为 pH 的实用定义。
（2）精确测量溶液的 pH 的方法为：
①制备准确的 pH 标准溶液；②采用双 pHS 标准校准仪器斜率与电极的相同，克服仪
器的 Nernst 响应斜率的误差；③尽可能减少钠差和酸差的影响。
aK aNa
14-9
氯离子选择电极的
K pot
Cl
2
,CrO4
2.0 103 mol L-1 ，当它用于测定 pH 为 6.0 且含
有 0.01 mol L1K 2CrO4 溶液中的 5.0×104 mol L1 的 Cl－时，估计方法的相对误差有多大？
解：由电分析误差计算公式可得
14-10 用氟离子选择电极测定水样中的氟离子。取 25.00mL 水样，加入 25.00mL
2 Ag S 2 Ag2S
（2）银电极作指示电极
Ag 2CN =Ag(CN )2
（3）玻璃电极作指示电极
2OH H2C2O4 2H2O C2O42
（4）银电极作指示电极
（5）氟离子选择电极作指示电极
pH x
pH s
(Ex Es )F RT ln10
x 表示未知溶液，s 表示标准溶液，该式称为 pH 的实用定义。
（2）精确测量溶液的 pH 的方法为：
①制备准确的 pH 标准溶液；②采用双 pHS 标准校准仪器斜率与电极的相同，克服仪
器的 Nernst 响应斜率的误差；③尽可能减少钠差和酸差的影响。
aK aNa
14-9
氯离子选择电极的
K pot
Cl
2
,CrO4
2.0 103 mol L-1 ，当它用于测定 pH 为 6.0 且含
有 0.01 mol L1K 2CrO4 溶液中的 5.0×104 mol L1 的 Cl－时，估计方法的相对误差有多大？
解：由电分析误差计算公式可得
14-10 用氟离子选择电极测定水样中的氟离子。取 25.00mL 水样，加入 25.00mL
2 Ag S 2 Ag2S
（2）银电极作指示电极
Ag 2CN =Ag(CN )2
（3）玻璃电极作指示电极
2OH H2C2O4 2H2O C2O42
（4）银电极作指示电极
（5）氟离子选择电极作指示电极
武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)课后习题(电解和库仑法) 【圣才出品】
第16章 电解和库仑法16-1 比较电解分析方法和库仑分析方法的异同点。
答：（1）电解分析法和库仑分析法的相同点电解分析法和库仑分析法都是以电解为基础的分析方法。
（2）电解分析法和库仑分析法的不同点①电解分析法是试样溶液被电解后，待测组分在阴极或阳极上以金属单质或氧化物的形式析出，由此从共存组分中分离流出，再用重量法测量析出的物质，经过一定的代换关系求得待测物的含量，适用于常量组分的分析；②库仑分析法是测量电解完全时消耗的电荷量，依据法拉第定律由所消耗的电荷量来计算被测物质的含量，库仑分析法可用于微量组分的测定。
16-2 如何理解理论分解电压（析出电位）与实际分解电压（析出电位）的关系？答：理论分解电压（析出电位）与实际分解电压（析出电位）的关系为：实际分解电压大于理论分解电压。
理论分解电压是电解时所产生的，它的大小等于电解池中原电池电动势大小，但是极性相反，是电解能顺利进行所必须克服的电动势。
由于溶液中存在一定的电阻，并且还要克服由于电极极化所带来的过电位，因此实际分解电压大于理论分解电压。
16-3 控制电位库仑分析和库仑滴定法在原理上有何不同？答：控制电位库仑分析和库仑滴定法在原理上的不同之处如下：（1）控制电位库仑分析法是在电解过程中，将工作电极的电位调至测定所要求的电位值，保持恒定，直到电解电流为零，若电流效率为100%，电解过程的电量为被测物质所需的电量。
从串联在电解电路中的库仑计精确记录的电量值即可求算出被测物质的含量。
（2）库仑滴定法是用强度一定的恒电流通过电解池，同时用计时器记录电解时间。
被测物质直接在电极上反应或在电极附近由于电极反应产生一种能与被测物质起作用的试剂，当被测物质作用完毕后，由指示终点的仪器发出信号，立即关掉计时器。
由电解进行的时间t (s)和电流i (A)，可按式，求算出被测物质的质量m (g)。
M m it nF16-4 为什么库仑分析中要求电流效率在100%下进行电解？答：库仑分析中要求电流效率在100%下进行电解的原因为：库仑分析法定量分析是以法拉第定律作为理论进行的分析方法，电极反应过程中，不能发生副反应，并按化学计量进行，这样测定的结果才具有定量分析的依据，因此要求电流利用效率必须是100%，实际中电流利用效率不低于99.9%是允许的。
武汉大学分析化学课件电分析
1 恒电位法的基本原理和计算方法
理解恒电位法的原理和如何进行计算。
2 恒电位法在分析化学中的应用
探索恒电位法在分析化学中的应用领域。
极谱法
1 极谱法的基本原理
了解极谱法的基本原理和工作原理。
2 极谱法的分类和原理
介绍不同类型的极谱法及其原理。
3 极谱法在分析化学中的应用
探索极谱法在分析化学中的广泛应用领域。
武汉大学分析化学课件电 分析
这是一个关于武汉大学分析化学课程的演示文稿，重点介绍电分析的概念、 原理、方法和应用。让我们一起探索电分析的世界吧！
电化学基础概念
1 电解质和电极
2 电极反应
了解电解质的特性以及不同类型的电极。
揭示电极反应的池如何将化学能 转化为电能。
2 活性电极和惰性电
极
探索不同类型的电池电 极。
3 电池的种类和分析
应用
介绍不同类型的电池及 其在分析化学中的应用。
电解
1 电解的基本原理
深入了解电解的机制和 条件。
2 电解过程中的电极
反应
分析电解过程中发生的 电极反应。
3 电解分析的基本原
理和方法
介绍电解分析的基本原 理和一些常用方法。
恒电位法
电化学测量
1 电位差测量
使用电位差测量技术来获得相关数据。
2 电流测量
探索电流测量技术和其在电分析中的应用。
3 电导测量
了解电导测量的原理和应用。
电化学仪器
1 电化学分析仪器的
分类和原理
介绍常见的电化学仪器 及其工作原理。
2 电位计和电解槽的
原理和应用
深入了解电位计和电解 槽的原理和实际应用。
3 极谱仪和电导仪的
理解恒电位法的原理和如何进行计算。
2 恒电位法在分析化学中的应用
探索恒电位法在分析化学中的应用领域。
极谱法
1 极谱法的基本原理
了解极谱法的基本原理和工作原理。
2 极谱法的分类和原理
介绍不同类型的极谱法及其原理。
3 极谱法在分析化学中的应用
探索极谱法在分析化学中的广泛应用领域。
武汉大学分析化学课件电 分析
这是一个关于武汉大学分析化学课程的演示文稿，重点介绍电分析的概念、 原理、方法和应用。让我们一起探索电分析的世界吧！
电化学基础概念
1 电解质和电极
2 电极反应
了解电解质的特性以及不同类型的电极。
揭示电极反应的池如何将化学能 转化为电能。
2 活性电极和惰性电
极
探索不同类型的电池电 极。
3 电池的种类和分析
应用
介绍不同类型的电池及 其在分析化学中的应用。
电解
1 电解的基本原理
深入了解电解的机制和 条件。
2 电解过程中的电极
反应
分析电解过程中发生的 电极反应。
3 电解分析的基本原
理和方法
介绍电解分析的基本原 理和一些常用方法。
恒电位法
电化学测量
1 电位差测量
使用电位差测量技术来获得相关数据。
2 电流测量
探索电流测量技术和其在电分析中的应用。
3 电导测量
了解电导测量的原理和应用。
电化学仪器
1 电化学分析仪器的
分类和原理
介绍常见的电化学仪器 及其工作原理。
2 电位计和电解槽的
原理和应用
深入了解电位计和电解 槽的原理和实际应用。
3 极谱仪和电导仪的
《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
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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
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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）
武汉大学分析化学下册16
16.2.3 过电压和过电位
对于电解1.0 对于电解1.0 mol·L－1CuSO4溶液，其V分 溶液， 不是O.89V，而是1.49V。这个1.49V 不是O.89V，而是1.49V。这个1.49V 是实际 分解电压（见图16－ 线切线交点处）。 分解电压（见图16－2中b线切线交点处）。 这个比大，有两个原因造成， 这个比大，有两个原因造成，一是由于电解 质溶液有一定的电阻，欲使电流通过，必须 质溶液有一定的电阻，欲使电流通过， 用一部分电压克服iR（ 为电解电流， 用一部分电压克服iR（i为电解电流，R为电 解回路总电阻） 一般这是很小的； 解回路总电阻）降，一般这是很小的；二是 主要用于克服电极极化产生的阳极反应和阴 极反应的过电位（η阳和η阴）。可见，为 极反应的过电位（ 阳和η ）。可见， 可见
V
′ ＝ 分
V分＋η阳－η阴＋iR
16.2.3 过电压和过电位
如果忽略iR降 代入平衡电位，上式即可表示为： 如果忽略iR降，代入平衡电位，上式即可表示为： iR
V ＝(φ阳平+η阳)－(φ阴平+η阴)
′ 分
＝(φ阳平－φ阴平) + (η阳－η阴)
过电位可分为浓差过电位 电化学过电位两类 过电位可分为浓差过电位和电化学过电位两类.前者 浓差过电位和 两类. 是由浓差极化产生的，、后者是由电化学极化产生的。电 是由浓差极化产生的，、后者是由电化学极化产生的。 ，、后者是由电化学极化产生的 化学极化是由电化学反应本身的迟缓性所引起的。 化学极化是由电化学反应本身的迟缓性所引起的。一个电 化学过程实际上由许多分步过程所组成， 化学过程实际上由许多分步过程所组成，其中最慢一步对 整个电极过程的速度起决定性的作用。在许多情况下， 整个电极过程的速度起决定性的作用。在许多情况下，电 极反应这一步的速度很慢，需要较大的活化能 因此， 活化能。 极反应这一步的速度很慢，需要较大的活化能。因此，电 解时为使反应能顺利进行，对阴极反应而言， 解时为使反应能顺利进行，对阴极反应而言，必须使阴极 电位比其平衡电位更负一些；对阳极反应而言， 电位比其平衡电位更负一些；对阳极反应而言，则必须使 阳极电位比其平衡电位更正一些。 阳极电位比其平衡电位更正一些。这种由于电极反应引起 的电极电位偏离平衡电位的现象，称为电化学极化。 的电极电位偏离平衡电位的现象，称为电化学极化。电化 学极化伴随产生过电位。 16－ 是一些物质的过电位。 学极化伴随产生过电位。表16－1是一些物质的过电位。
武汉大学《分析化学》第5版下册笔记和课后习题含考研真题详解(光谱分析法导论)【圣才出品】
武汉大学《分析化学》第5版下册笔记和课后习题含考研真题详解第2章光谱分析法导论2.1复习笔记一、概述1．光分析法的基础（1）能量作用于待测物质后产生光辐射；（2）光辐射作用于待测物质后发生某种变化。
2．光分析法的三个主要过程（1）能源提供能量；（2）能量与被测物质相互作用；（3）产生被检测的信号。
二、电磁辐射的性质1．电磁辐射的波动性（1）电磁辐射的波动性的现实表现光的折射、衍射、偏振和干涉。
（2）电磁辐射的传播电磁辐射在真空中的传播速率等于光速c（c等于2.998×108m/s），即=c波长的单位常用纳米（nm）或微米（μm）表示；频率常用单位赫兹（Hz）表示；波长的倒数σ称为波数，常用单位cm－1。
2．电磁辐射的微粒性（1）电磁辐射能量与波长的关系=Eνσ=h=hc hc（2）电磁辐射动量与波长的关系νλp=h=h（3）电磁辐射的微粒性的现实表现包括：①光的吸收、发射；②光电效应。
3．电磁辐射与物质的相互作用（1）吸收当电磁波作用于固体、液体和气体物质时，若电磁波的能量正好等于物质某两个能级之间的能量差时，电磁辐射就可能被物质所吸收，此时电磁辐射能被转移到组成物质的原子或分子上，原子或分子从较低能态吸收电磁辐射而被激发到较高能态或激发态。
（2）发射当原子、分子和离子等处于较高能态时，可以以光子形式释放多余的能量而回到较低能态，同时产生电磁辐射，这一过程称为发射跃迁。
（3）散射当按一定方向传播的光子与其他粒子碰撞时，会改变其传播方向，而且方向的改变在宏观上具有不确定性，这种现象称为光的散射。
（4）折射和反射当光作用于两种物质的界面时，将发生折射和反射现象。
①光的折射是由于光在两种不同折射率的介质中传播速率不同而引起的。
②当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，称为光的反射。
（5）干涉和衍射①当频率相同、振动相同、相位相等或相差保持恒定的波源所发射的相干波互相叠加时，会产生波的干涉现象。
武汉大学分析化学(第四版)电分析 讲义38页PPT
武汉大学分析化学(第四版)电分析 讲 义
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
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 4。——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
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
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 4。——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
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zi
)zj
K ij称之为电极选择性系数
响应时间
16.2 定量分析方法
1．pH测定原理与方法
指示电极：pH玻璃膜电极 参比电极：饱和甘汞电极
膜电极（离子选择性电极）
1 膜电极（离子选择性电极）
特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 膜电极的关键：选择膜(敏感元件) 敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。
原电极 晶体膜电极 非晶体膜电极 刚性基质电极: 玻璃电极 流动载体电极(液膜电极)
敏化电极 气敏电极 酶电极
离子选择性电极的基本原理
十五 电分析导论
使待测对象组成一个化学电池，通过测量电池的电位、 电流、电导等物理量，实现对待测物质的分析。
根据测定物理量的不同，可分为电位分析法、库仑分析法、 伏安分析法等
15.1 基本术语及概念
1 电化学电池及表示
原电池与电解池
阳极：发生氧化反应的电极（负极）； 阴极：发生15.3 电分析化学方法的特点
与其它方法相比，电化学方法有其特定的长处：
能进行价态及形态分析，化学测量的是元素或化合物的某一种价态， 如溶液中Ce(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)各自含量
通常测定的是待测物的活度(α)而不是浓度. 如生理研究中，关心的 是Ca2+,K+活度而不是浓度，植物对各种金属离子吸收与活度有关
把LaF3改变为AgCl、AgBr、AgI、CuS，PbS等难溶盐或Ag2S，压片 制成薄膜作为电极材料，可以得到卤素离子，银离子、铜离子、铅离子 等各种离子的选择性电极。
流动载体膜电极（液膜电极）
钙电极：内参比溶液为含 Ca2+水溶液。内外 管之间装的是0.1mol/L二癸基磷酸钙(液体离 子交换剂)的苯基磷酸二辛酯溶液。其极易扩 散进入微孔膜，但不溶于水，故不能进入试液 溶液。
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
2 电极电位
平衡电极电位用能斯特方程描述
EOx/Red = E +
2.303RT nF
lg
aOxa aRed b
规定：标准氢电极（NHE）为零电位
Pt|H2(1 atm),H+(1mol/L)||Ag2+(1mol/L)|Ag 银电极的标准电极电位：+0.799 V
能研究电子传递过程，尤其是生物体内
易于微型化，自动化
十六 电位分析法
电位分析法的实质是通过在零电流条件下测定两
电极（参比电极和指示电极）间的电势差
理论基础是：Nernst方程
直接电位 电位滴定法
16.1 指示电极
金属基指示电极
金属和其离子 金属及其难溶盐： Ag/AgCl 零类（惰性）电极 Pt, Au, 碳材料 金属与两种相同阴离子的难溶盐 Ag/Ag2C2O4, CaC2O4
电极的极化
电流通过时，电极电位将偏离可逆电位的现象称为极化
浓差极化 电化学极化
极化程度用过电位η表示
双电层
法拉第电流 非法拉第电流－充电电流
3 电极
工作电极或指示电极：分析物发生氧化还原反应的电极 电位随分析物的浓度的变化而改变
参比电极：提供电位标准，电位保持不变 三个要求：①可逆性-能迅速建立热力学平衡电位 ②稳定性 ③重现性 甘汞电极（SCE) Ag/AgCl
辅助电极或对电极: 提供电子通路（通过电流）
15.2 电分析化学方法分类
电化学分析的分类方法
按IUPAC的推荐，可分为三大类:
(1)不涉及双电层，也不涉及电极反应： 如：电导分析法
(2)涉及双电层，但不涉及电极反应： 如：微分电容法
(3)涉及电极反应： I＝0：电位法 I≠0：电解、库仑、极谱、伏安分析法等
二癸基磷酸根可以在液膜-试液两相界面间传递钙离子，直至达到平衡。 由于Ca2+在水相（试液和内参比溶液）中的活度与有机相中的活度差异，在两 相之间产生相界电位。液膜两面发生的离子交换反应： [(RO)2PO]2 - Ca2+ (有机相) = 2 [(RO)2PO]2 -(有机相) + Ca2+ (水相)
晶体电极
晶格空穴导电，对于一定的晶体膜，离子的 大小、形状和电荷决定其是否能够进入晶体膜 内，故膜电极一般都具有较高的离子选择性
氟电极
敏感膜：掺有EuF2 的LaF3单晶切片 EF = K - 0.059 lgaF- = K + 0.059 pF
需要在pH5～7之间使用，pH高时，溶液中的OH-与氟化镧晶体膜中的F-交换，pH较低时， 溶液中的F -生成HF或HF2 - ， 影响F -活度
（敏感膜）
内外参比电极的电位值固定，且内充溶液离子活度一定，则电池电动势为：
E
E
RT nF
ln ai
玻璃电极
SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成 玻璃膜的组成不同可响应不同阳离子
H+响应的玻璃膜电极—pH电极
E玻＝ k＋RT/F lnH＋＝k-0.059pH
水浸泡后，表面的Na+与水中的H+ 交换， 表面 形成水合硅胶层 。 玻璃电极使用前，必须在水溶 液中浸泡。
膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差 E膜＝ RT/nF ln(ai (外)/ ai (内) )=K+RT/nF lnai (外)
电极电位： EISE＝ E内参比＋E膜＝k＋RT/nF lnai (外)
将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:
外参比电极∣被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极
钙电极适宜的pH范围是5～11，可测出10-5 mol/L的Ca2+ 。
气敏电极
基于中介液中的化学反应
试样中待测组分气体扩散通过透气膜，进入离子选择电极的敏感膜 与透气膜之间的极薄液层内，使液层内离子选择电极敏感的离子活度变 化，则离子选择电极膜电位改变，故电池电动势也发生变化。
酶电极
基于酶催化的化学反应 利用电位法测定反应物消耗或产物生成
CO(NH2 )2 + H2O
尿酶
─→ 2NH3 + CO2
氨电极检测
葡萄糖氧化酶
葡萄糖 + O2 + H2O ───→ 葡萄糖酸 + H2 O2
氧电极检测
离子选择电极的性能参数
检测限与响应斜率
理论上S=2.303 RT/nF
电极选择性系数
考虑到共存离子，则：
E膜
K
RT nF
ln ai
Kij(a j