过电位及其应用ppt课件
电位测量原理及应用幻灯片PPT
三、影响电位法测量准确性的主要因素
1.溶液温度 复合玻璃电极输出电势与被测溶液值之间满足线性
关系，但溶液温度影响斜率和截距，因此要测量溶液温 度对电极进展温度补偿。所以要对溶液的温度进展准确 的测量才能保证斜率项的正确性，从而保证测量的准确 性。
电位滴定法的应用
用固体石蜡山梨酸碳糊电极电位法测定食品中山梨酸：
山梨酸(SA)是广泛使用的食品防腐剂,具有抑制或杀灭 微生物的作用。虽然山梨酸的毒性相对较小,但过量使用这 些防腐剂,对人体同样会产生不良影响。因此,我国食品卫生 标准严格规定了山梨酸的使用限量。制备了一种以山梨酸根 与乙基紫形成的缔合物为电活性物的固体石蜡山梨酸碳糊电 极,并对其性能做了测定。结果显示该电极对山梨酸有较好 的能斯特响应。山梨酸的线性范围为2.2×10-5～1.0×10-1 mol.L-1,检出限为1.6×10-5mol.L-1。该电极用于食品中山 梨酸根的测定,结果与分光光度法结果相符
2.玻璃电极的高内阻 PH复合玻璃电极的内阻高达108-109Ω
3.电极偏差 由于玻璃电极的制造工艺等原因，公式一中参数和的
实际值与它们的理论值会有差异，并且随着电极的使用老 化而改变，因此为准确测量溶液值，必须对上述参数进展 在线标定，进展参数的校正。
四、电位测量法的应用
离子选择电极电位法的应用
一、引言
随着历史的大车轮逐渐驶向信息高速开展的今天，人 们对生活水平的各方面都有所改善和提高，这便使得功不 可没的电位测量法在临床、化工、工业、环境、农业、生 物，尤其是在食品中发挥着巨大的作用。
二、电位分析法
电位分析法：通常是利用电极电位与化学电池中的电 解质溶液中某种组分浓度的对应关系，而实现定量测定的 电分析化学方法。
第三章 电位分析1_PPT幻灯片
达到目的方法： 减小误差！ 误差？
2021/3/10
第一节、误差的分类和来源
• 误差（error）：测定值（χ）与真实值 (μ)之差。 真实值是难以知道的，用误差很小的公认 的测定值代替，如标准物质的含量。
• 根据误差的来源和性质分为： 系统误差 随机误差 过失误差
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（二）精密度与偏差
用偏差表示，偏差分为： 1、绝对偏差 2、平均偏差 3、相对平均偏差 4、标准偏差 5、平均值的标准偏差 6、相对标准偏差。
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偏差
（1）绝对偏差 单次测定值xi与平均值 x 之差。
d=xi-x
（2）平均偏差 绝对偏差的绝对值的和除以测定
次数n。
s
n
2
xi x
i 1
n 1
标准偏差是把绝对偏差平方后相加，因此突出了那些较 大偏差的数据对偏差的影响。
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（ 2）合并标准偏差： 若从一个总体中抽取m个样本，每个样本测 定多次，可以求出m个标准偏差， m个样本的 标准偏差由下式计算：
sn 1 1 n s1 1 2 1 n 2 n 2 1 s2 1 2 n m n m 1 1 sm 2
(coefficient of variation, CV)。
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（三）准确度和精密度的关系
精密度是保证准确度的先决条件 精密度高不一定准确度高 两者的差别主要是由于系统误差的存在
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准确度和精密度的关系
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第三节、定量分析数据的处理
在分析工作中，分析结果的准确 度取决于：
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1．数据中零的作用
电位分析导论PPT课件
五、电位分析法特点
1）选择性好； 2） 分析速度快，操作简便； 3） 灵敏度高，测量范围宽；
4） 易实现连续分析和自动分析。
7.2 指示电极的分类
Indicating electrode
1. 定义——电极电位随被测物活度变化的电极 2.分类
按电极表面有无电子转移分为两大类 金属基指示电极: 在电极表面发生电子转移而产生
把被测离子活度通过毫伏电位计（电动势）读出，由 能斯特方程，就可求出金属离子活度。
离子强度小时，离子浓度值近似等于活度
四、电位分析法分类
直接电位法：通过测量电池电动势直接求出待测 物质含量的方法
电位滴定法：通过滴定过程中电池电动势的突变来 确定滴定终点从而求出待测物质的含量
直接电位法：适用于微量组分测定 电位滴定法：适用于常量组分测定
K sp(1)
0.059 lg 2
K sp(2)
0.059
2
lg
a Ca
2
K
0.059 2
lg
aCa 2
E
常数
0.059 n
lg
aM n
4. 零类电极 （惰性金属电极）
由惰性金属与含有可溶性的氧化和还原物质的溶液
组成的电极，称为零类电极。
电极反应 Fe3+ + e- = Fe2+ Pt | Fe3+,Fe2+
1. 标准氢电极（Stangdard hydrogen electrode) SHE
确定电极电位基准， 电极电位值为零(任何温度)。
H
(aq, a
1.0mol
/
L)
e
1 2
H2 (100kPa)
Pt, H2 ( p) | H (aq, a 1.0mol / L)
过电位两电极体系
过电位两电极体系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：过电位两电极体系是一种电化学体系，在这个体系中，两个电极之间施加了一个电势，使得在电极表面发生化学反应。
这种体系广泛应用于电化学领域，如电解、电镀、电化学传感器等领域。
在过电位两电极体系中，通常会有一个阳极和一个阴极，它们之间被一个电解质所隔离。
当在电极上加入足够大的电压时，电解质中会发生电离，产生阳离子和阴离子。
在阳极上，通常会发生氧化反应，而在阴极上会发生还原反应。
这些反应会产生电流，并使溶液的pH值和温度发生变化。
在过电位两电极体系中，有一个很重要的参数就是过电位。
过电位是指当电极上的电压大于标准电极电位时，发生的化学反应需要消耗更多的能量。
过电位的大小对于电极上的化学反应速率和选择性有很大影响。
通常情况下，过电位越大，电极上发生的反应速率越快。
在实际应用中，过电位两电极体系被广泛应用于电解和电镀过程中。
电解是一种利用电流将化学物质分解成更简单的物质的过程。
在电解中，阳极和阴极上的化学反应会导致阳离子和阴离子在电解质中移动，最终在电极上发生反应。
电镀则是一种利用电流将金属沉积在电极表面的过程，通过调节电流密度和电解液成分，可以控制金属镀层的厚度和质量。
过电位两电极体系还被广泛应用于电化学传感器中。
电化学传感器利用电极上的化学反应产生的电流来检测目标物质的浓度。
通过测量电流的大小，可以确定目标物质的浓度，并实现对目标物质的检测和监测。
除了以上应用外，过电位两电极体系还在其他领域有着重要的应用。
例如在生态环境修复中，可以利用电解将重金属离子还原成金属沉积到电极上，从而减少环境中的污染物质。
在生物医学领域，过电位两电极体系也被应用于生物电化学传感器和生物电化学疗法中，实现对生物体内化学反应的监测和调控。
过电位两电极体系在现代科学技术中起着不可替代的作用。
通过调节电压、电流密度和电解质成分，可以实现对反应速率和效率的控制，为电化学领域提供了良好的研究平台和工程应用基础。
电压和电位PPT课件
×30=20V，∴R
20+2
1 +2 ）=
2 =10Ω。
1
1 + 2
大小，引入电压这个物理量。
a、b两点间的电压Uab在数值上等于电场力把电荷由a移动到b所做的功W，与被移动电荷电
荷量q的比值，可表示为
式中
ab
ab =
q——由a点移动到b点的电荷量，单位是库［仑］，符号为C；
ab ——电场力将q由a移动b所做的功，单位为焦［耳］，符号为J；
ab ——a、b两点间的电压，单位是伏［特］，符号为V。
5.5
c =
× b
45+5.5
5.5
d =
× c
45
1
= × 1.6 = 0.16，
10
1
= × 0.16 = 0.016，
10
所以0 =0.016V。
知识点精讲
如图1-4-2所示电路，E 1 =20V，E 2 =10V，内阻不计，R 1 =20Ω，R 2 =40Ω。
知识点精讲
【解析】方法一：把电路上端视为接地，设流过右边5.5Ω电阻的电流为1A，依次求出d 、c 、
b 、a ，又(5.5Ω+4.5Ω)//5.5Ω=5Ω。
d =1A×5Ω=5V，
c =1A×45Ω+Vd=45V+5V=50V，
b =10A×45Ω+Vc=450V+50V=500V，
在国际单位制中，电压的单位为伏特,常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）：
1kV = 103
1 = 103 m
知识清单
电位
定义：正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比叫作该点的电位。
极化和过电位
极化和过电位
极化和过电位是电化学中的两个重要概念。
极化是指在电极表面形成
电荷分布不均匀的现象，而过电位则是指在电极表面形成的电势差，
它是由于电极表面的化学反应所引起的。
在电化学中，极化和过电位是非常重要的概念。
它们对于电化学反应
的进行和电化学过程的研究都有着重要的意义。
首先，极化对于电化学反应的进行有着重要的影响。
在电化学反应中，电极表面的极化现象会导致电极表面的电势发生变化，从而影响电化
学反应的进行。
例如，在电解质溶液中，电极表面的极化现象会导致
电极表面的电势发生变化，从而影响电解质的电离程度和电化学反应
的速率。
其次，过电位也对于电化学过程的研究有着重要的意义。
在电化学过
程中，电极表面的化学反应会导致电极表面的电势发生变化，从而形
成过电位。
通过测量电极表面的过电位，可以了解电极表面的化学反
应过程和反应速率，从而对电化学过程进行研究和控制。
总之，极化和过电位是电化学中的两个重要概念，它们对于电化学反
应的进行和电化学过程的研究都有着重要的意义。
在电化学研究中，
需要对极化和过电位进行深入的研究和探讨，以便更好地理解电化学反应和电化学过程的本质。
充放电曲线的过电位
充放电曲线的过电位摘要：，并基于该写一篇详细的文章。
I.充放电曲线的概念与作用A.什么是充放电曲线B.充放电曲线的作用II.充放电曲线的测量方法A.恒流充电法B.恒压充电法C.线性扫描伏安法III.充放电曲线的应用A.电池性能评估B.电池故障诊断C.电池容量计算IV.充放电曲线的意义A.反映电池的充电状态B.指导电池的充电方法C.影响电池的使用寿命正文：充放电曲线是描述电池在充电和放电过程中，电压与电流之间变化关系的一种曲线。
它对于理解电池的充电状态、评估电池性能以及指导充电方法具有重要意义。
本文将详细介绍充放电曲线的概念、测量方法、应用及其意义。
一、充放电曲线的概念与作用充放电曲线反映了电池在充电和放电过程中的电压与电流变化关系。
它是一种动态的、实时的监测手段，能够帮助我们了解电池的充电状态、评估电池性能以及指导充电方法。
通过对充放电曲线的分析，我们可以了解电池的优劣、找出电池的故障原因，从而提高电池的使用寿命。
二、充放电曲线的测量方法1.恒流充电法恒流充电法是常用的充电方法之一。
在恒流充电过程中，充电电流保持恒定，电池的电压逐渐升高。
通过记录充电过程中电压与时间的变化，可以得到充放电曲线。
2.恒压充电法恒压充电法是在电池电压达到一定值后，保持充电电压恒定的充电方法。
在恒压充电过程中，充电电流逐渐减小，电池电压保持在恒定值。
通过记录充电过程中电压与时间的变化，可以得到充放电曲线。
3.线性扫描伏安法线性扫描伏安法是一种电化学分析方法，通过施加一个线性变化的电压，测量电池的电流- 电位曲线。
第三章 电位分析法 第一节PPT课件
1、选择性好 不用分离，直接测定； 2、灵敏度高 直接电位法检出限
10-5-10-8 mol·L-1； 3、设备简单，操作方便，分析快速； 4、测定范围宽； 5、易于实现分析自动化。
2020/12/5
电位分析法的理论基础
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）。
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极（Ag-AgCl)
内1 外参 液比接电极的（电敏位感值膜 固 定m ），且内充溶液中离子2 的活度也一
定，则电池电动势为：
E 1 2 m 液 接 E R nlF T a n i
2020/12/5
1.晶体膜电极（氟电极）
结构：右图 敏感膜：(氟化镧单晶) 掺有EuF2 的LaF3单晶切片； 内参比电极：Ag-AgCl电极(管内)。
第三章 电位分析法
第一节 电位分析法的 基本原理
第二节 离子选择性电 极
第三节 离子选择性电 极的特性
2020/12/5
第一节 电位分析法的基本原理
电位分析是通过在零电流条件下测 定两电极间的电位差（电池电动势）所 进行的分析测定。
ΔE = E+ - E- + E液接电位 装置：参比电极、指示电极、电位
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离子选择性电极的原理与结构
离子选择性电极又称膜电极。 特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。 膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:
当氟电极插入到F-溶液中时，F-在 晶体膜表面进行交换。25℃时：
电疗总结课件
PPT学习交流
1
高电位治疗
• 高电位治疗仪疗法又叫做高电位疗法又被称作高压静电疗法，是 物理治疗中最古老的一种电疗法。
PPT学习交流
2
工作原理
• 高电位治疗是将一般交流电经尖端高科技处理之 后，给予处于绝缘状态下的人体以交流电位，使 人体周围产生交流高压电场。在交变电场的作用 下，人体各个部位产生极其细微的振动，各组织 器官的不平衡得到充分调整，各细胞产生与电流 周期相适应的配向运动，细胞间的凝聚力趋向缓 和，细胞内外液体，主要是体液中的矿物质离子 (钾、钠、磷、镁、钙离子等)，按照正常值重新分 配(离子效果)。
5
适应症
失眠，神经衰弱，肠胃不调，食欲不振，便秘，痔疮，皮肤瘙痒， 风湿性疾病、关节炎，颈椎病，腰腿痛，跌打损伤，软组织损伤， 骨伤，脑晕耳鸣，前列腺肥大，贫血，高血压，高血脂，糖尿病， 脑震荡后遗症，各种缺血性疾病、更年期综合症，恢复疲劳等。
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6
高电位治疗仪禁忌症
• 携带心脏起搏器者，心肺功能严重衰竭者，肾功能严重衰竭者， 恶性肿瘤发作期，急性传感病发作期，各种出血性疾病，高热性 疾病，妇女妊娠期，心脏病手术后恢复期。
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3
高电位治疗仪的作用
• 改善血清脂蛋白的构成 • 降低血液粘稠度、改善心脑血管的血液供应 • 调节血管张力，扩张血管，降低高血压 • 促进血液循环，改善脑细胞功能 • 细胞的活性促进作用 • 镇痛作用
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4
• 强化免疫作用（肝肠免疫作用） • 自律神经失调的正常化
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PPT学习交流
7
中频治疗定义及工作原理
中频治疗仪全称为“低频调制中频治疗仪”。 中频电流被低频电流 调制后，其幅度和频率随着低频电流的幅度和频率的变化而变化 的电流称为调制中频电流。应用这种电流治疗疾病的方法称为调 制中频电疗法。
过电位及其应用课件
3. 较有代表性的范例是过电位在氯碱工业中的应用。
精
26
氯碱工业基本原理
精
27
阳极反应
精
28
阴极反应
流动的汞做阴极
精
29
Thank you very much
精
30
从答案看出：当溶液的pH大于1时，锌就会先 析出。当锌的浓度降低时，pH相应提高，例如当 c(Zn2+)=0.01 mol·kg-1 时， pH 2 。
精
23
4.2. 阳极反应（氧化反应） 电位越低者，越易析出或优先发生反应
Pt电极上(惰性电极)：气体析出
OH-O2 I-I2 Br-Br2 Cl-Cl2
解： O2+ 4e + 4H+ = 2H2O(酸性溶液) O2+ 4e + 2H2O = 4OH- (碱性溶液)
(O2/H+) = y (O2/H+) + (RT/F) ln a(H+)
= 1.229 0.0591pH
或 (O2/OH-) = y (O2/OH-) (RT/F) ln a(OH-)
阴极: Cu2++2 eCu 阳极: Cu – 2 e Cu2+
Cu
扩散 Cu2+
Cu
扩散 Cu2+
cs< cb
cs> cb
电极表面附近的 Cu2+浓度下降
电极表面附近的 Cu2+浓度上升
精
6
倘若此时电极表面的电化学过程为快步骤，仍可认 为电极反应处于平衡状态，因此可以用Nernst方程 来解释浓差极化产生的本质。
2 当外电路进入的电子多于净还原反应消耗的电子时，剩余的 电子就积累在电极表面上，使电极电位下降；
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i
3
I=0
+ +
M+
+
e
M+ M
e
e
－
－
－
－
M+ M－
M+ M－－
M+
－
－
－
平衡r
变小
继续变小
I
1 阴极极化时，从外电路进入电子：M++eM 还原速率加快, M - e M+氧化速率减慢, r还>r氧，净反应M++eM ；
2 当外电路进入的电子多于净还原反应消耗的电子时，剩余的 电子就积累在电极表面上，使电极电位下降；
9
如 阴极反应: H+ + e 1/2H2
I=0
e
e
H－－2
H+
－
Pt
－
H2－ －
H+
－
Pt－
－
－
－
H2－－
H+
Pt
－ －
平衡r
变小
I
1 阴极极化时，从外电路进入电子：H++e1/2H2 还原速率加 快, 1/2H2 - e H+氧化速率减慢, r还>r氧，净反应H++e1/2H2 ；
环境做的有效功W’ =nFEI > Wr’=nFE 5
二、电极极化的原因
1. 浓差极化： 电流通过电极时，若电化学反应速率较快，而离子的 扩散速率较慢，则电极表面附近和本体溶液中该离子 的浓度不同。如：
阴极: Cu2++2 eCu 阳极: Cu – 2 e Cu2+
Cu
扩散 Cu2+
cs< cb
若电极/溶液界面处电极反应不够快，导致电极带电 程度的改变，使电极电位偏离平衡电极电位，称为 电化学(活化)极化。偏离的大小称为活化过电位。 此时，Nernst方程不再适合于电极反应。 常见的例子，如氢气的析出，氧气的析出等。
电极极化的结果：
阳极电位升高: 阴极电位降低:
a= r + ； c= r –
2
当电池放电或进行电解时，有电流通过电极，则不 符合可逆条件，所以称为不可逆电极反应。此时，电 极电位就会偏离原平衡电极电位，这种现象称为电极
的an Hiatus
Julius Tafel Swiss Chemist 1862/06/02~ 1918/09/02 Tafel’s Equation in 1905
E= r (正) – r (负)
不可逆放电：
EI = I,阴– I,阳 = (r,阴 – 阴) –(r,阳+ 阳) =(r,阴 – r,阳) – (阴+ 阳) = E – E
系统做的有效功W’=nFEI < Wr’=nFE
不可逆电解：
EI= I,阳– I,阴= (r,阳+ 阳) – (r,阴 – 阴) = (r,阳– r,阴 ) +(阳+ 阴) = E + E
2 当外电路进入的电子多于净还原反应消耗的电子时，剩余的 电子就积累在电极表面上，使电极电位下降；
3 电极电位下降进一步使还原反应速率加快、氧化速率减慢；
4 最后当电子从外电路进入的速率等于消耗电子的总速率时，电
极表面的电荷密度不再改变，电极电位稳定在 I。
10
氢在不同金属电极上析出的稳态极化曲线。
2 当净氧化反应产生的电子少于进入外电路的电子时，剩余的
正电荷就积累在电极表面上，使电极电位上升；
3 电极电位上升进一步使氧化反应速率加快、还原速率减慢；
4 最后当氧化反应产生电子的速率等于电子进入外电路的总速率
时 ，电极表面的电荷密度不再改变，电极电位稳定在 I。 12
塔费尔(Tafel)关系式
3 电极电位下降进一步使还原反应速率加快、氧化速率减慢；
4 最后当电子从外电路进入的速率等于消耗电子的总速率时，电
极表面的电荷密度不再改变，电极电位稳定在 I。
4
电极极化的结果： 阳极电位升高: a= r + ； 阴极电位降低: c= r –
可逆电池放电：系统做最大有效功 Wr’=nFE
氢气在石墨和汞等材料上， 过电位很大，而在金属Pt， 特别是镀了铂黑的铂电极上， 过电位很小，所以标准氢电 极中的铂电极要镀上铂黑。
15
三、过电位的测定
A C
接电位差计
R
Working：工作电极；
W Reference：参比电极；
Counter：辅助(对)电极
16
极化曲线： i曲线
i
a
11
如阳极反应: Cl- – e 1/2Cl2
I=0
e
e
＋
＋
Cl2＋
＋
Pt
Cl-
＋
Cl2＋ ＋
＋ ＋
Pt
Cl-
＋ ＋
Cl2＋＋
＋
Pt ＋
Cl-
平衡r
变大
I
1 阳极极化时，电子进入外电路：Cl- – e 1/2Cl2氧化速率加快,
1/2Cl2+e Cl- 还原速率减慢, r氧>r还，净反应Cl- – e 1/2Cl2 ;
7
结论：当电流通过电极时，因离子扩散的迟缓性而 导致电极表面附近离子浓度与本体溶液中不同，从 而使电极电位偏离平衡电极电位的现象，称作“浓 差极化”。
偏差的大小称为浓差过电位，或扩散超电势
I,阳= r + ; I,阴= r – 影响的因素：主要是离子的扩散系数D
8
2. 电化学极化（活化极化）
电极表面附近的 Cu2+浓度下降
Cu
扩散 Cu2+
cs> cb
电极表面附近的 Cu2+浓度上升
6
倘若此时电极表面的电化学过程为快步骤，仍可认 为电极反应处于平衡状态，因此可以用Nernst方程 来解释浓差极化产生的本质。
鉴于电极电位只与其表面附近的离子浓度有关
I = y +(RT/2F) ln [cs(Cu2+)/cy] 即 I,阳> r ；I,阴< r
过电位及其
电解
应用 电池
1
一、过电位（）的产生
电极上没有外电流通过时的电位r，称为可逆电
位，或平衡电极电位。
可逆电池的热力学以Nernst方程 为核心。
Walther Hermann Nernst German Physical Chemist 1864/06/25~ 1941/11/18 1920 Noble Prize in Chemistry
影
响 电极材料的性质；
活 电极的真实面积；
化
溶液的组成；
的 温度;
因 素
电流的大小
Tafel关系式： = a +b lg i (适用于 >120mV)
a：电极材料不同，a值不同 b： (Tafel斜率)反应机理不同，b值不同
13
14
氢气在几种电极上的过电位
金属在电极上析出时过 电位通常较小，可忽略不 计。而气体，特别是氢气 和氧气，过电位值较大。