第2章电化学分析法导论仪器分析PPT课件

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FIGURE 1. Composite structure of the H-cluster. FIGURE 2. Synthetic pathways for assembly of the H-cluster model and related subsite-cluster materials.
电位滴定法
库仑滴定法
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§2-2
化学电池和电极电位
一、化学电池 (Electrochemical Cell) 的组成
化学电池是化学能与电能互 相转换的装置：原电池、电 解池。 阳极（anode） ：
发生氧化反应的电极； 阴极（cathode） ：
发生还原反应的电极。
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Zn
Cu
图2-3 化学电池 (a) 无液体接界电池 (b)有液体接界电池
n lga Ox/RedO Ox/xRe/dRed
Ox Red
电极电位是参与电极反应物质的活度、温 度和压力的函数。在通常的实验条件下，温度 和压力保持不变，则电极电位只随活度而变.
Ox/RedOo O x,/Rxed/Red0.0n5l9gCCaaR Oexd
条件电位
在实际工作中，例如绘制标准曲线时， 常 设法使标准溶液与被测溶液的离子强度相同，活 度系数不变，此时可以用浓度代替活度。
FIGURE 4. The electrochemical behaviour of the synthetic H-cluster model.
Nature, 2005, 433, 610-613.
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Inorg. Chem., 2010, 49 (21), 10117–10132.
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还有类似于化学分析法的电重量分析法和电化学滴定法。
右边的电极电位减去左边的电极电位。
即:E电池= 右-左= 阴极-阳极
（2）电池组成的每一个接界面用一条竖线“∣”表示，在同 一相中存在多种组分，用“，”隔开。
（3）用两条垂直线“‖”表示盐桥，表示它有两个接界面。
（4）电解质溶液应标明活（浓）度，气体要标明分压和所 处的温度，若不注明则表示25℃及1.01325×105 Pa.。
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。
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二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电极电位(Electrode Potential)
标准氢电极
根据IUPAC (International
Union of Pure and Applied Chemistry)规定，在任何温度 下标准氢电极（Normal Hydrogen Electrode）的电极电 位为零。
将NHE( or SHE)作为负极 与其它各种被测电极组成原电 池，在标准状态下测得该电池 电动势的数值，就是被测电极 的标准电极电位。
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Zn
Cu
图2-3 化学电池 (a) 无液体接界电池 (b)有液体接界电池
在锌电极(阳极)上发生的是氧化反应：
Zn Zn2+ +2e-
在铜电极(阴极)上发生的是还原反应：
Cu2+ +2e- Cu
总的电池反应是:
Zn + Cu2+
Zn2+ +Cu
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按照国际公认的规则，电池的表示方法为：
（1）阳极写在左边，阴极写在右边，电池的电动势E电池为
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Nernst方程
Ox/
R ed
Ox/
RTlnaOx
nF a Red
Red
标准电极电位 Ox/Re d
aOx 氧化态的活度
a Red 还原态的活度 F 法拉第常数
n 转移的电子数
(96485 C·mol-1)
T 温度
R 气体常数 (8.31441 J/K*mol)
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25℃下， 0.059a o
原电池
电解池
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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）
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铜锌原电池或电解池可分别表示为：
原电池 Zn∣Zn(NO3)2(x mol·L–1)‖Cu(NO3)2 (y mol·L–1)∣Cu
电解池 Cu∣Cu(NO3)2(y mol·L–1)‖Zn(NO3)2 (x mol·L–1)∣Zn
φ Z n 2 + / Z n = - 0 . 7 6 3 V ;φ C u 2 + / C u = 0 . 3 4 0 V
（5）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）。
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铜锌原电池或电解池可分别表示为：
原电池 Zn∣Zn(NO3)2(x mol·L–1)‖Cu(NO3)2 (y mol·L–1)∣Cu 电解池 Cu∣Cu(NO3)2(y mol·L–1)‖Zn(NO3)2 (x mol·L–1)∣Zn
电重量分析法:
将试液中某一待测组分，通过电极反应转化成固相并在电极上析 出或转化成气体逸出，根据析出物质的质量确定该组分的含量。
电化学滴定法:
将化学电池的物理量作为指示滴定过程浓度变化的信号，从而确 定滴定终点。
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二、电化学滴定法与化学滴定法
图2-1 化学滴定法
图2-2 电化学滴定法
常用的电化学滴定法：电导滴定法
§2-1 概述
一、电化学分析法（Electroanalytical Methods）
的分类和特点
分类：
电导分析法 电位分析法
库仑分析法
极谱分析法
法
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电化学分析法特点：
准确度和灵敏度都较高;
重现性和稳定性都较好;
便宜;
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。
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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。 根据监测结果，水质并未发生明显变化。