电化学分析仪介绍PPT课件
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CHI电化学工作站介绍及使用方法经典课件
实验完成后，得到如下图的实 验结果图，从图上我们可以读出 电极表面的电阻值。下图是一个 裸铂电极在以0.1mol/L KCl包含 1.0mmol/L [Fe(CN)6]3−/4−的电 解质溶液中扫描后得到的交流阻 抗图，从图中我们可以得出，该 裸铂电极的电阻值大约为706Ω。
实验测定结束后，单击图标，弹出保存对话框， 输入文件名称及选择保存路径，单击保存。
3. 打开工作站开关
Technique 实验技术 CHI电化学分析仪是多功能仪器．用此命令可选择某一电化
学实验技术．将鼠标器指向所选择的技术，然后双击该技术 名就行．也可单击技术名，然后按OK键．
Parameters 实验参数 选定实验技术后，就可设置所需的实验参数．实验参数的动 态范围可用Help（帮助）看到．如果你输入的参数超出了许 可范围，程序会给出警告，给出许可范围，并让你修改．在 数据采样不溢出的情况下，你应该选择尽可能高的 Sensitivity（灵敏度）．这样模／数转换器可充分利用其动 态范围．这可保证数据有较高的精度和较高的信噪比．
CHI电化学工 作站介绍及使
用方法
一、仪器介绍
CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
4.常用电化学试验操作及参数设置
4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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
实验测定结束后，单击图标，弹出保存对话框， 输入文件名称及选择保存路径，单击保存。
3. 打开工作站开关
Technique 实验技术 CHI电化学分析仪是多功能仪器．用此命令可选择某一电化
学实验技术．将鼠标器指向所选择的技术，然后双击该技术 名就行．也可单击技术名，然后按OK键．
Parameters 实验参数 选定实验技术后，就可设置所需的实验参数．实验参数的动 态范围可用Help（帮助）看到．如果你输入的参数超出了许 可范围，程序会给出警告，给出许可范围，并让你修改．在 数据采样不溢出的情况下，你应该选择尽可能高的 Sensitivity（灵敏度）．这样模／数转换器可充分利用其动 态范围．这可保证数据有较高的精度和较高的信噪比．
CHI电化学工 作站介绍及使
用方法
一、仪器介绍
CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
4.常用电化学试验操作及参数设置
4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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
3版仪器分析第1节-电化学分析法概述课件
（3）依据应用方式不同可分为： 直接法和间接法。
22:57:54
3. 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动
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。
高频电导分析
特点：溶液与电极不直接接触；
22:57:55
三、电化学分析的应用领域
application fields of electrochemical analysis
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）
22:57:55
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
22:57:55
结束
学习目标
1、复述故事，深入理解文章内 容，初步把握人物形象。
22:57:54
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
22:57:54
3. 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动
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。
高频电导分析
特点：溶液与电极不直接接触；
22:57:55
三、电化学分析的应用领域
application fields of electrochemical analysis
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）
22:57:55
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
22:57:55
结束
学习目标
1、复述故事，深入理解文章内 容，初步把握人物形象。
22:57:54
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
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
电化学分析仪介绍ppt课件
电导率：从0—1到0—200µs/cm； 从0—100到0—20000 µs/ cm；
电阻率：从0—2到0—20M Ω•cm 温度： 175 ℃ ； 压力： 3.4 MPa; 3/4NPT外螺纹
Invensys Confidential
15
871CR电极
测量对象：电导率；电阻率 电极材质：钛、Monel合金、石墨 测量范围：
25
酸碱浓度电极应用
盐：氯化钾、氯化钠； 酸：磷酸、盐酸、硝酸、硫酸、醋酸、氢氟酸； 碱：氢氧化钾、氢氧化钠； 其他：造纸绿液、黑液、泥浆。
以上溶液的浓度检测。
Invensys Confidential
26
用户使用评价
“871FT 流通式电极是我用过的最好的电导率电极。” Huntsman Chemical
5
DolpHin™ 系列 pH10 电极
PH玻璃电极 （正在申请专利）
RTD
优点:
高温中持续使用，实现长寿命。 减少维修频率和降低维修费用。
在过程测量和校准时，快速的 pH变化响应。
快速温度测量，温度补偿更精确。 RTD提供更精确的温度补偿，以
达到更精确的 pH 测量。 减少日常校准程序的操作时间 提供更宽泛的化学兼容性
22
871FT 电极校准插头
最容易、最精确的校准方式 EP485A 系列
Invensys Confidential
23
低电导率测试
Cal Lo at 4 uS/cm
Cal Hi at 101 uS/cm
Invensys Confidential
24
流通式电导率电极
Invensys Confidential
电阻率：从0—2到0—20M Ω•cm 温度： 175 ℃ ； 压力： 3.4 MPa; 3/4NPT外螺纹
Invensys Confidential
15
871CR电极
测量对象：电导率；电阻率 电极材质：钛、Monel合金、石墨 测量范围：
25
酸碱浓度电极应用
盐：氯化钾、氯化钠； 酸：磷酸、盐酸、硝酸、硫酸、醋酸、氢氟酸； 碱：氢氧化钾、氢氧化钠； 其他：造纸绿液、黑液、泥浆。
以上溶液的浓度检测。
Invensys Confidential
26
用户使用评价
“871FT 流通式电极是我用过的最好的电导率电极。” Huntsman Chemical
5
DolpHin™ 系列 pH10 电极
PH玻璃电极 （正在申请专利）
RTD
优点:
高温中持续使用，实现长寿命。 减少维修频率和降低维修费用。
在过程测量和校准时，快速的 pH变化响应。
快速温度测量，温度补偿更精确。 RTD提供更精确的温度补偿，以
达到更精确的 pH 测量。 减少日常校准程序的操作时间 提供更宽泛的化学兼容性
22
871FT 电极校准插头
最容易、最精确的校准方式 EP485A 系列
Invensys Confidential
23
低电导率测试
Cal Lo at 4 uS/cm
Cal Hi at 101 uS/cm
Invensys Confidential
24
流通式电导率电极
Invensys Confidential
CHI电化学分析仪使用说明(共83张)
初始电位
时间
第27页，共83页。
3.2.2.3 Staircase Voltammetry（阶梯(jiētī)波伏安法）
阶梯波伏安法简称SCV，其参数
设置由上至下依次为：
•初始电位
•终点电位
•阶跃高度（电位值）
•扫描段数
线性扫描伏安法中电位与时间的关系如 下图：
电 位
初始电位
终点电位
段1
段2
时间
第28页，共83页。
时间
第26页，共83页。
段1
段2
图2
段3 时间
3.2.2.2 Linear Sweep Voltammetry（线性扫描(sǎomiáo)伏安法）
线性扫描伏安法中电位与时间的关系如下 图：
电
位
终点电位
线性扫描伏安法简称LSV，其需要设定的参数由上
到下依次为：
•初始电位 •终点电位 •扫描速率
•取样间隔(电位值) •稳定时间 •灵敏度 •将开路电压作为中心 •扫描速率小于0.01V/s时自动设定灵敏度 •扫描速率小于0.5V/s时启用附属记录器？ •扫描速率小于0.5V/s时使用高溶解度的ADC系数？
•取样间隔（电位值）
•阶梯宽度（时间值） •稳定时间 •灵敏度
可选极谱法模式
3.2.2.4 Tafel Plot（Tafel图）
Tafel图中电位与时间的关系如下图：
电 位
初始电位
终点电位
段1
保持时间
段2 时间
第29页，共83页。
Tafel图简称TAFEL，其参数设置由 上至下依次为： •初始电位
电位分辨率：0.1mV 主采样速率：500KHz 灵敏度：0.1~10-12 A/V 共34档
电化学分析仪介绍
CHAPTER
技术创新与进步
纳米技术与电化学分析仪的结合
01
利用纳米材料的高灵敏度和独特性质，提高电化学分析的精度
和灵敏度。
智能化与自动化
02
通过引入人工智能和机器学习技术，实现电化学分析仪的自动
化操作、数据解析和结果预测。
微型化与便携化
03
减小电化学分析仪的体积和重量，使其更方便携带和移动，满
足现场快速检测的需求。
针对痕量物质的检测，需要进一步提高电化学分析仪的检测限和选 择性。
交叉学科融合
加强与其他学科的交叉融合，如物理、化学、生物学等，以推动电 化学分析仪的创新发展。
标准化与产业化
推动电化学分析仪的标准化和产业化进程，促进其在各领域的广泛应 用和普及。
谢谢
THANKS
实验操作
将电极浸入电解质溶液中，按照预 设的参数进行电化学测量。
数据记录
实时记录实验过程中的电流、电压 等数据。
数据处理与分析阶段
数据整理
对实验过程中记录的数 据进行整理，筛选出有
效数据。
数据转换
将实验数据转换为易于 分析的格式，如绘制成
伏安曲线。
数据分析
利用专业软件对数据进 行处理和分析，得出实
伏安分析仪
原理
应用范围
优点
缺点
伏安分析仪通过测量电解过 程中的电流随电压变化的曲 线来分析物质的性质和浓度 。在一定的电压范围内，电 流随电压的增加而增加，通 过分析电流电压曲线可以得 出物质的电化学参数。
伏安分析仪广泛应用于电化 学反应的动力学研究、电极 过程分析和物质定量分析等 领域。
伏安分析仪能够测量物质的 电化学性质，具有较高的灵 敏度和分辨率。
技术创新与进步
纳米技术与电化学分析仪的结合
01
利用纳米材料的高灵敏度和独特性质，提高电化学分析的精度
和灵敏度。
智能化与自动化
02
通过引入人工智能和机器学习技术，实现电化学分析仪的自动
化操作、数据解析和结果预测。
微型化与便携化
03
减小电化学分析仪的体积和重量，使其更方便携带和移动，满
足现场快速检测的需求。
针对痕量物质的检测，需要进一步提高电化学分析仪的检测限和选 择性。
交叉学科融合
加强与其他学科的交叉融合，如物理、化学、生物学等，以推动电 化学分析仪的创新发展。
标准化与产业化
推动电化学分析仪的标准化和产业化进程，促进其在各领域的广泛应 用和普及。
谢谢
THANKS
实验操作
将电极浸入电解质溶液中，按照预 设的参数进行电化学测量。
数据记录
实时记录实验过程中的电流、电压 等数据。
数据处理与分析阶段
数据整理
对实验过程中记录的数 据进行整理，筛选出有
效数据。
数据转换
将实验数据转换为易于 分析的格式，如绘制成
伏安曲线。
数据分析
利用专业软件对数据进 行处理和分析，得出实
伏安分析仪
原理
应用范围
优点
缺点
伏安分析仪通过测量电解过 程中的电流随电压变化的曲 线来分析物质的性质和浓度 。在一定的电压范围内，电 流随电压的增加而增加，通 过分析电流电压曲线可以得 出物质的电化学参数。
伏安分析仪广泛应用于电化 学反应的动力学研究、电极 过程分析和物质定量分析等 领域。
伏安分析仪能够测量物质的 电化学性质，具有较高的灵 敏度和分辨率。
电化学工作站介绍及使用方法课件
❖ Run 运行实验
选定实验技术和参数后，便可进行实验．此命令启 动实验测量．
❖ Pause/Resume 暂停／继续实验
在伏安法实验过程中，用此命令可暂停电位扫描， 这时电解池仍接通．再次执行此命令可继续实验测 量．此命令不适用于快速实验．StopRun终止实验 执行此命令可终止实验．对于快速实验，由于实验 可在短时间内完成．大部分时间是用于数据传送， 所以此命令不适用．
五、常见故障与消除
❖ 参比电极、工作电极断路 ❖ 接触不良 ❖ 三电极之间短路 ❖不合理的预设参数 ❖ 数 据 溢 出 (Overflow)
4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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
例如：
4.3 安培i-t曲线法
Init E (V)： 起始电位，-10 － +10 Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50 Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5 Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3 Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
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。
3-1电化学分析法基础 仪器分析选修课课件
——电极电位的计算
电极反应通式： oxidation/reduction 氧化态（Ox）+ne- ⇌ 还原态 （Red）
0 RTlnaOx
nF aRed
Walther Nernst 德国， 柏林大学
1864-1941
式中：Φ——平衡电极电位； Ф0——标准电极电位；
R——为气体常数；F――法拉弟常数，96486。
1、电池电动势 （eletromotive force, EMF）
电池电动势：可逆电池中通过的电流无限小，两极 的端电压即为此电池的电动势。
实质：电池内各相界面上的相间电位的代数和 电池电动势表达式：E电池=Φ+－Φ-
2020/7/2
接触电位接
（-）Zn（s）|Zn2+(c)‖Cu2+(c)│Cu（s）（+）
2020/7/2
液接电位的形成与消除
2020/7/2
液接电位的产生
2020/7/2
盐桥（salt bridge）
作用：消除液接电位，或将其减到最小程度。 组成：U形玻璃管，由3%琼脂固定的KCl (4.2M)饱 和溶液，盐桥内的离子不与电解质溶液互相作用。
两端以多孔沙芯(porous plug)密封防止电解质溶液 间的虹吸而发生反应，但仍形成电池回路。由于K+ 和Cl-离子的迁移或扩散速率相当， φj =1~2 mV。
2020/7/2
一、化学电池（electrochemical cell）
定义：化学能与电能相互转换的装置。
分类
原电池（galvanic cell）——能自发地进行化学反 应，将化学能转变成电能的装置。 电解池（electrolytic cell）——由外部电源提供能 量以实现电池内部发生化学反应，将电能转变为 化学能的装置。
电极反应通式： oxidation/reduction 氧化态（Ox）+ne- ⇌ 还原态 （Red）
0 RTlnaOx
nF aRed
Walther Nernst 德国， 柏林大学
1864-1941
式中：Φ——平衡电极电位； Ф0——标准电极电位；
R——为气体常数；F――法拉弟常数，96486。
1、电池电动势 （eletromotive force, EMF）
电池电动势：可逆电池中通过的电流无限小，两极 的端电压即为此电池的电动势。
实质：电池内各相界面上的相间电位的代数和 电池电动势表达式：E电池=Φ+－Φ-
2020/7/2
接触电位接
（-）Zn（s）|Zn2+(c)‖Cu2+(c)│Cu（s）（+）
2020/7/2
液接电位的形成与消除
2020/7/2
液接电位的产生
2020/7/2
盐桥（salt bridge）
作用：消除液接电位，或将其减到最小程度。 组成：U形玻璃管，由3%琼脂固定的KCl (4.2M)饱 和溶液，盐桥内的离子不与电解质溶液互相作用。
两端以多孔沙芯(porous plug)密封防止电解质溶液 间的虹吸而发生反应，但仍形成电池回路。由于K+ 和Cl-离子的迁移或扩散速率相当， φj =1~2 mV。
2020/7/2
一、化学电池（electrochemical cell）
定义：化学能与电能相互转换的装置。
分类
原电池（galvanic cell）——能自发地进行化学反 应，将化学能转变成电能的装置。 电解池（electrolytic cell）——由外部电源提供能 量以实现电池内部发生化学反应，将电能转变为 化学能的装置。
电化学分析仪介绍课件
2023-11-05•电化学分析仪概述•电化学分析仪的种类与原理•电化学分析仪的应用领域•电化学分析仪的操作流程•电化学分析仪的维护与保养目•电化学分析仪的发展趋势与展望录01电化学分析仪概述定义电化学分析仪是一种用于电化学测量的仪器，通过对电流、电压等电学量的测量，实现对物质成分、浓度、化学反应速率等进行分析的设备。
特点电化学分析仪具有高精度、高灵敏度、高自动化等优点，在化学、生物、环境等领域得到广泛应用。
定义与特点电化学分析仪可以用于对不同物质进行定性和定量分析，如金属离子、有机物、生物分子等。
物质分析化学反应研究环境监测通过对化学反应过程中电流和电压的测量，可以研究反应动力学和反应机理。
电化学分析仪可用于对空气、水体中的有害物质进行监测，为环境保护提供数据支持。
03电化学分析仪的重要性0201电化学分析仪的历史与发展历史电化学分析仪的发展可以追溯到19世纪初，当时科学家们开始用电学方法研究化学反应。
随着科学技术的发展，电化学分析仪不断得到改进和完善。
发展现代电化学分析仪已经实现了高度自动化和智能化，可以同时进行多种电化学测量，如循环伏安法、计时电流法等。
此外，微纳制造技术和计算机技术的发展也为电化学分析仪的进步提供了有力支持。
未来，电化学分析仪将更加便携、快速、高灵敏度，并具有更高的智能化程度和自动化水平。
02电化学分析仪的种类与原理常规电化学分析仪是一种实验室常用的电化学分析仪器，主要用于研究物质的电化学性质，如电导率、电位、电流等。
它通常由电解槽、电极、电源、测量仪表等组成，通过测量电解过程中的电流、电压等参数，计算物质的浓度、电导率等电化学参数。
高效电化学分析仪是一种高精度的电化学分析仪器，具有快速、准确、自动化的特点。
它采用先进的电子技术和计算机技术，能够实现自动进样、快速测量、数据自动处理等功能，广泛应用于化学、环保、食品等领域。
便携式电化学分析仪便携式电化学分析仪是一种方便携带、使用灵活的电化学分析仪器，适用于现场测试和快速分析。
超详细辰华CHI电化学分析仪使用指南
2.5使用中的注意事项
仪器的电源应采用三相线，并要求接地良好；
仪器不宜经常开关，无人看守时建议关机；
使用温度15~28度，此温度范围外工作会造成 漂移，并影响仪器寿命；
电极夹头长时间使用造成脱落，可自行焊接， 但注意夹头不要和同轴电缆外的网状屏蔽层短 路；
风扇噪音不会造成仪器损坏，但噪音太大应予 以更换，更换时要使用同样大小同样电压的直 流风扇。
可选极谱法模式
3.2.2.9 Differential Normal Pulse Voltammetry （差分常规脉冲伏安法）
常规脉冲伏安法中电位与时间的关系如下图：
电 位
阶跃高度
第一 脉冲
第二脉 冲宽度
宽度
振幅
终点电位
初始电位
脉冲周期
时间
差分常规脉冲伏安法简称DNPV，其 参数设置由上至下依次为： •初始电位 •终点电位 •阶跃高度（电位值） •振幅（电位值） •第一脉冲宽度（时间值） •第二脉冲宽度（时间值） •取样间隔（电位值） •脉冲周期（时间值） •稳定时间 •灵敏度 •信号初始化时保持开路？
可选极谱法模式
3.2.2.4 Tafel Plot（Tafel图）
Tafel图中电位与时间的关系如下 图：
电 位
初始电位
终点电位
保持时间 段1
段2 时间
Tafel图简称TAFEL，其参数 设置由上至下依次为： •初始电位 •终点电位 •扫描段数 •在终止电位的保持时间 •扫描速率 •稳定时间 •灵敏度 •自动灵敏度
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包含内容
XY轴 数据 的间 隔方 式
数据点的 时间间隔
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电化学分析仪
电化学分析仪概述电化学分析仪是一种分析化学仪器，其适用于电化学分析法的研究和分析，可以用于定量和定性分析。
其中，电位计和电解槽是其主要的组成部分。
电位计电位计是一种测量电势差（电压）的仪器。
电位计常用于测量溶液中离子活度的变化（例如 pH 值）或氧化还原反应的电势。
电位计可以分为直接读数型（用以直接测量电势差）和校正型（用以校正电极电势）两类。
电位计测定电势差时，通常使用的参考电极为标准氢电极，同时使用一个可移动的指示电极，在待测液体中插入指示电极，即可测定该液体中溶质的电势差。
常见的电势计有 pH 电极、甘汞电极、银氯化物电极等。
电位计测定的电势差一般为微伏级别，需要进行灵敏放大并进行数字处理。
电解槽电解槽是一种用于电化学反应实验的设备，其通常由电极、电解质和溶液槽组成。
电解槽的基本原理是根据电解质的电解行为，利用外加电压对电极进行反应，从而促成化学反应的发生。
电解槽可用于多种电化学研究中，如电沉积、电解析和电沉淀等，同时也是一种配合电极和电位计使用进行分析的必备仪器。
在使用电解槽时，需要对电解液浓度、电极的材质、电解槽的结构等因素进行控制，从而获得所需的实验数据。
应用领域电化学分析仪在生物化学、环境科学、材料化学、能源化学等领域都有广泛的应用。
比如，在生物化学中，电化学分析仪可用于实验室中对生物材料的分析；在环境科学中，电化学分析仪可以用来检测环境中的离子浓度，从而判定环境污染程度；在材料化学中，电化学分析仪可用来研究材料的电化学性质，如导电性质和电极反应等；在能源化学中，电化学分析仪可以用来研究新型电池的材料和结构，并预测电池性能和寿命。
总之，电化学分析仪具有广泛的应用前景，可以帮助科学家更好地理解和探究化学反应规律。
结论电化学分析仪是一种重要的分析仪器，它能够帮助科学家进行多种电化学实验和分析，包括测量电势差、控制电解液浓度和材料选择等。
在科学研究和实验教学中，电化学分析仪发挥着至关重要的作用，帮助科学家更好地了解化学世界的本质。
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▪ 分析仪介绍 ▪ 电化学分析仪应用介绍
Invensys Confidential
3
电极介绍 （1）——pH电极
型号：pH10
型号：871A
型号：871pH
Invensys Confidential
4
DolpHin™ 系列 pH10 电极
▪ 性能突出 ▪ 使用方便 ▪ 坚固耐用 ▪ 2002年8月进入市场，订货已经
从0— 10KΩ•cm到0—50KΩ •cm ； ▪ 温度： 175 ℃ ； ▪ 压力： 3.4 MPa; ▪ 3/4NPT外螺纹
Invensys Confidential
17
多种安装方式
1、球阀； 2、法兰； 3、六角套筒； 4、流体腔； 5、接线盒； 6、扩展电缆；
Invensys Confidential
型号：871CC 型号：871CR
Invensys Confidential
15
871CC 电极
▪ 测量对象：电导率；电阻率 ▪ 电极材质：钛、锰、高密度石墨 ▪ 测量范围：
电导率：从0—1到0—200µs/cm； 从0—100到0—20000 µs/ cm；
电阻率：从0—2到0—20M Ω•cm ▪ 温度： 175 ℃ ； ▪ 压力： 3.4 MPa; ▪ 3/4NPT外螺纹
Invensys Confidential
16
871CR电极
▪ 测量对象：电导率；电阻率
▪ 电极材质：钛、Monel合金、石墨
▪ 测量范围：
电导率：从0—1 µs/ cm到0—20ms/cm；
从0—200 µs/ cm到0—500ms/ cm； ▪ 电阻率：从0—50KΩ•cm到0—20MΩ •cm ；
Foxboro
——电化学分析仪表
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
目录
▪ 电极介绍 ——pH电极 ——电导率电极 ——酸碱浓度电极
Invensys Confidential
13
pH 分发酵
▪ 半导体 ▪ 食品 ▪ 医药 ▪ 适用于高纯水、纯水和污水处理。
如：电厂补给水、饱和水、凝结水、炉水；
硫酸工艺的漏酸报警。
Invensys Confidential
14
电极介绍 （2）—电导率电极
20
871EC电极
▪ 测量对象：多种溶液的浓度 氯化钾、氯化钠； 磷酸、盐酸、硝酸、硫酸、醋酸、氢氟酸； 氢氧化钾、氢氧化钠； 造纸绿液、黑液、泥浆。
▪ 电极材质：各种材质 耐高温PEEK 、碳氟化合物
聚苯醚、环氧树脂 ▪ 密封设计避免过程溶液的渗漏 ▪ 温度：200 ℃ ▪ 压力：1.75MPa
Invensys Confidential
6
DolpHin™ 系列 pH10 电极
PH玻璃电极 （正在申请专利）
RTD
优点: ▪ 高温中持续使用，实现长寿命。
减少维修频率和降低维修费用。 ▪ 在过程测量和校准时，快速的
pH变化响应。 ▪ 快速温度测量，温度补偿更精确。 ▪ RTD提供更精确的温度补偿，以
超过 1400 个 (截止04年3月) ▪ 一周内交货
“年度产品突破奖” 过程杂志 封面故事, 2002 ，12
“MRO 问题解决银奖” 工厂服务杂志, 2003，10
Invensys Confidential
5
DolpHin™ 系列 pH10 电极
▪ 测量对象：PH、ORP ▪ 测量范围： 0 —14 pH ▪ 电极材质：PVDF ▪ 过程温度：121 ℃ ▪ 过程压力：1 MPa ▪ 2个 3/4NPT外螺纹 ▪ 密封设计防止液体泄露到探头体内 ▪ 不含过程接触金属介质
Invensys Confidential
8
安装、维护、更换方便
▪ 可任意使用的电极类 型
▪ 各种安装附件 – 球阀 – 安装套管 – T型管 – 流通池 – 卫生法兰
Invensys Confidential
9
带安全手柄的球阀
安全手柄
标准手柄
Invensys Confidential
10
对pH10 电极评价
18
电导率分析仪应用
▪ 电力 ▪ 环保 ▪ 化工 ▪ 石油 ▪ 造纸 ▪ 冶金 ▪ 半导体 ▪ 医药 ▪ 食品 ▪ 轻工电子 ▪ 生物发酵
如：纯水、超纯水处理、工业用水、污水处理。
Invensys Confidential
19
电极介绍 （3）—酸碱电极
型号：871EC
型号：871FT
Invensys Confidential
达到更精确的 pH 测量。 ▪ 减少日常校准程序的操作时间 ▪ 提供更宽泛的化学兼容性
Invensys Confidential
7
pH 10 电极实现下列问题自诊断
▪ 1、玻璃电极有破损 ▪ 2、探测表面有粘附层 ▪ 3、开始老化 ▪ 4、液体泄露到探头体内 ▪ 5、前置放大器失效 ▪ 6、ATC，温度元件失效
▪ “最近3次，在非常恶劣的二氧化氯应用中，我们看到DolpHin 电极比 其他电极使用寿命更长。”
Boise Cascade ▪ “以前我们一般需要两个星期就替换一次电极, 而DolpHin 电极可以使用
6 个月。”
Texas Eastman ▪ “我们在最恶劣的应用环境中测试 DolpHin 电极。对于它的稳定可靠性
Invensys Confidential
12
871A与871pH的选择
一、871A ——属于经济型产品， 推荐使用在普通工艺环境中。
▪ 温度：85 ℃ ； 压力：0.7 MPa ▪ 1 NPT螺纹 二、871pH
——属于非螺纹电极， 可现场更换电极、填充液、陶瓷结点 ▪ 温度：105 ℃ ； 压力：0.7 MPa
非常满意。并且发现这是一款很容易清洗的电极。”
Cognis ▪ “我的 工艺中，DolpHin 电极虽然用了三个星期。但是，那也比我以前
用的电极寿命长3倍。”
El Dorado Chemical
Invensys Confidential
11
04年1月，控制杂志
▪ Invensys Foxboro pH 和 电导 率获得最高荣誉
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3
电极介绍 （1）——pH电极
型号：pH10
型号：871A
型号：871pH
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4
DolpHin™ 系列 pH10 电极
▪ 性能突出 ▪ 使用方便 ▪ 坚固耐用 ▪ 2002年8月进入市场，订货已经
从0— 10KΩ•cm到0—50KΩ •cm ； ▪ 温度： 175 ℃ ； ▪ 压力： 3.4 MPa; ▪ 3/4NPT外螺纹
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17
多种安装方式
1、球阀； 2、法兰； 3、六角套筒； 4、流体腔； 5、接线盒； 6、扩展电缆；
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型号：871CC 型号：871CR
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15
871CC 电极
▪ 测量对象：电导率；电阻率 ▪ 电极材质：钛、锰、高密度石墨 ▪ 测量范围：
电导率：从0—1到0—200µs/cm； 从0—100到0—20000 µs/ cm；
电阻率：从0—2到0—20M Ω•cm ▪ 温度： 175 ℃ ； ▪ 压力： 3.4 MPa; ▪ 3/4NPT外螺纹
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16
871CR电极
▪ 测量对象：电导率；电阻率
▪ 电极材质：钛、Monel合金、石墨
▪ 测量范围：
电导率：从0—1 µs/ cm到0—20ms/cm；
从0—200 µs/ cm到0—500ms/ cm； ▪ 电阻率：从0—50KΩ•cm到0—20MΩ •cm ；
Foxboro
——电化学分析仪表
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目录
▪ 电极介绍 ——pH电极 ——电导率电极 ——酸碱浓度电极
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13
pH 分发酵
▪ 半导体 ▪ 食品 ▪ 医药 ▪ 适用于高纯水、纯水和污水处理。
如：电厂补给水、饱和水、凝结水、炉水；
硫酸工艺的漏酸报警。
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14
电极介绍 （2）—电导率电极
20
871EC电极
▪ 测量对象：多种溶液的浓度 氯化钾、氯化钠； 磷酸、盐酸、硝酸、硫酸、醋酸、氢氟酸； 氢氧化钾、氢氧化钠； 造纸绿液、黑液、泥浆。
▪ 电极材质：各种材质 耐高温PEEK 、碳氟化合物
聚苯醚、环氧树脂 ▪ 密封设计避免过程溶液的渗漏 ▪ 温度：200 ℃ ▪ 压力：1.75MPa
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6
DolpHin™ 系列 pH10 电极
PH玻璃电极 （正在申请专利）
RTD
优点: ▪ 高温中持续使用，实现长寿命。
减少维修频率和降低维修费用。 ▪ 在过程测量和校准时，快速的
pH变化响应。 ▪ 快速温度测量，温度补偿更精确。 ▪ RTD提供更精确的温度补偿，以
超过 1400 个 (截止04年3月) ▪ 一周内交货
“年度产品突破奖” 过程杂志 封面故事, 2002 ，12
“MRO 问题解决银奖” 工厂服务杂志, 2003，10
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5
DolpHin™ 系列 pH10 电极
▪ 测量对象：PH、ORP ▪ 测量范围： 0 —14 pH ▪ 电极材质：PVDF ▪ 过程温度：121 ℃ ▪ 过程压力：1 MPa ▪ 2个 3/4NPT外螺纹 ▪ 密封设计防止液体泄露到探头体内 ▪ 不含过程接触金属介质
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8
安装、维护、更换方便
▪ 可任意使用的电极类 型
▪ 各种安装附件 – 球阀 – 安装套管 – T型管 – 流通池 – 卫生法兰
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9
带安全手柄的球阀
安全手柄
标准手柄
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10
对pH10 电极评价
18
电导率分析仪应用
▪ 电力 ▪ 环保 ▪ 化工 ▪ 石油 ▪ 造纸 ▪ 冶金 ▪ 半导体 ▪ 医药 ▪ 食品 ▪ 轻工电子 ▪ 生物发酵
如：纯水、超纯水处理、工业用水、污水处理。
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19
电极介绍 （3）—酸碱电极
型号：871EC
型号：871FT
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达到更精确的 pH 测量。 ▪ 减少日常校准程序的操作时间 ▪ 提供更宽泛的化学兼容性
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7
pH 10 电极实现下列问题自诊断
▪ 1、玻璃电极有破损 ▪ 2、探测表面有粘附层 ▪ 3、开始老化 ▪ 4、液体泄露到探头体内 ▪ 5、前置放大器失效 ▪ 6、ATC，温度元件失效
▪ “最近3次，在非常恶劣的二氧化氯应用中，我们看到DolpHin 电极比 其他电极使用寿命更长。”
Boise Cascade ▪ “以前我们一般需要两个星期就替换一次电极, 而DolpHin 电极可以使用
6 个月。”
Texas Eastman ▪ “我们在最恶劣的应用环境中测试 DolpHin 电极。对于它的稳定可靠性
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12
871A与871pH的选择
一、871A ——属于经济型产品， 推荐使用在普通工艺环境中。
▪ 温度：85 ℃ ； 压力：0.7 MPa ▪ 1 NPT螺纹 二、871pH
——属于非螺纹电极， 可现场更换电极、填充液、陶瓷结点 ▪ 温度：105 ℃ ； 压力：0.7 MPa
非常满意。并且发现这是一款很容易清洗的电极。”
Cognis ▪ “我的 工艺中，DolpHin 电极虽然用了三个星期。但是，那也比我以前
用的电极寿命长3倍。”
El Dorado Chemical
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11
04年1月，控制杂志
▪ Invensys Foxboro pH 和 电导 率获得最高荣誉
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