仪器分析复习第四章电位分析法

第四章电位分析法

一、电化学分析法：根据物质的电学和电化学性质，应用电化学的基本原理和技术，测定物质组分含量的方法。

二、电化学分析法的特点

1、灵敏度高。被测物质含量范围可在10-2—10-12 mol/L数量级。

2、准确度高，选择性好，不但可测定无机离子，也可测定有机化合物，应用广泛。

3、电化学仪器装置较为简单，操作方便。

4、电化学分析法在测定过程得到的是电讯号，易于实现自动控制和在线分析,尤其适合于化工生产的过程控制分析。

三、直接电位法：是将参比电极与指示电极插入被测液中构成原电池，根据原电池的电动势与被测离子活度间的函数关系直接测定离子活度的方法。

电位滴定法: 是借助测量滴定过程中电池电动势的突变来确定滴定终点的方法。

四、直接电位法的特点：

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。

五、电极电位的大小，不但取决于电极的本质，而且与溶液中离子的浓度，温度等因素有关

六、标准氢电极的条件为：

（1）H+活度为1；

（2）氢气分压为101325Pa。

规定：任何温度下，氢电极的电位为“零”。

七、只有可逆电极才满足能斯特方程。

八、极化程度的影响因素：

（1）电极的大小、形状

（2）电解质溶液的组成

（3）温度

（4）搅拌情况

（5）电流密度

九、浓差极化：电极反应中，电极表面附近溶液的浓度和主体溶液浓度发生了差别所引起的。电化学极化：由某些动力学因素引起的。若电化学反应的某一步反应速度较慢，为克服反应速度的障碍能垒，需多加一定的电压。这种由反应速度慢所引起的极化称为电化学极化或动力学极化。

十、电位分析法：是电化学分析法的重要分支，其实质是通过零电流情况下测得两电极之间的电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析测定。

十一、离子选择性电极：也称膜电极，它能选择性地响应待测离子的浓度（活度）而对其他离子不响应，或响应很弱，其电极电位与溶液中待测离子活度的对数有线性关系，即遵循能斯特方程式。

十二、标准曲线法：将离子选择电极与参比电极插入一系列活（浓）度已知的标准溶液中，测出相应的电动势。然后以测得的E值对相应的lgαi(lgci) 值绘制标准曲线。在同样条件下，测出对应于待测溶液的E 值，即可从标准曲线上查出活度值。

十三、标准加入法标准曲线法要求标准溶液与待测容液具有接近的离子强度和组成，否则将会因γ值的改变而引起误差。标准加入法可在一定程度上避免这种误差。

十四、标准氢电极的条件为：

（1） H+活度 为1；

（2） 氢气分压为101325Pa 。

规定：任何温度下，氢电极的电位为“零”

十五、当较大电流通过电池时，电极电位将偏离可逆电位，不在满足能斯特方程，电极电位改变很大，而电流变化很小，这种现象称为电极极化。

第五章伏安分析法

1、由于电极附近待测离子浓度的降低而使电极电位偏离原来的平衡电位的现象称为极化现象

若电解采用微铂电极为工作电极、且溶液不充分搅拌时，会促使耗竭区提前出现。这种由于电解时在电极表面的浓度差异而引起的极化现象称为浓差极化。

2、当外加电压较大时，电极表面周围的待测离子浓度会降为零。此时电流不会随外加电压的变化而变化，而完全由待测离子从溶液本体向电极表面的扩散速度决定，并达到一个极限值，称为极限电流。这时有电流-离子浓度定量的关系，这就是极谱分析的依据。

3、滴汞电极

1)电极毛细管口处的汞滴很小，易形成浓差极化；

2)汞滴不断滴落，使电极表面不断更新，重复性好。(受汞滴周期性滴落的影响，汞滴面积的变化使电流呈快速锯齿性变化)；

3)氢在汞上的超电位较大；

4)金属与汞生成汞齐,降低其析出电位,使碱金属和碱土金属也可分析。

4、极谱图上扩散电流为极限扩散电流一半时的滴汞电极的电位为半波电位E1/2

5、当溶液的组成和温度一致时，每种物质的半波电位是一定的，不随其浓度的变化而变化，这是极谱定性的依据。

6、当外加电压还未达到待测离子的分解电压时，就有微小的电流通过电解池，这种电流称为残余电流。残余电流一般很小为十分之一微安。

残余电流的扣除

作图法、作空白实验法

对于电解电流可通过试剂提纯、预电解、除氧等方法。

7、由于电极对分析离子的静电吸引力而使更多的离子移向电极表面，并在电极1

1c i i i i i i <γ=γγγ=α较浓溶液中中是活度系数，极稀溶液

上还原而产生的电流称为迁移电流。

迁移电流的消除可用加支持电解质的方法。

8、在极谱曲线上出现的比极限扩散电流大得多的不正常的电流峰称为极谱极大。去除方法：加少量极大抑制剂，如动物胶、聚乙烯醇等。

9、氧波常用消除方法

1）在惰性气体环境下进行极谱分析，通入惰性气体（H2，N2，CO2 ）驱除溶液中的氧。CO2适用于酸性溶液，常用N2；

2）在中性或碱性溶液中，可加入Na2SO3。

3）在酸性溶液中，可加入Na2CO3，这会释放出大量的 CO2来驱除O2，或加入还原剂（如铁）生成H2来驱除O2。

4）在微酸性溶液中可加入抗坏血酸。

10、极谱分析的优点

1）灵敏度高，最适宜的浓度范围为10-2~ 10-4mol.L-1 ；

2）相对误差小，一般为2%，可与比色法媲美；

3）在合适的情况下，可同时测定4~5种物质，不必预先分离；

4）用样量小，有良好的重现性；

5）分析速度快，适用于同一品种大量试样的分析测定；

6）电解时通过的电流很小，分析后的溶液组成基本不变；

7）应用范围广。

11、极谱催化波

1）受扩散控制的极谱电流—扩散电流，可逆波；

2）受电极反应速度控制的极谱电流—电化学电流，不可逆波；

3）受吸附作用控制的极谱电流—吸附电流；

4）受化学反应作用控制的极谱电流—动力波，催化波。

12、单扫描极谱的特征：

1）灵敏度高，检测限一般可达10-7~10-8mol/L；

2）方法快速简便；

3）分辨率高，可分辨两个半波电位相差35-50 mV；

4）峰高测量较容易；

5）前还原物质干扰小；

6）氧波为不可逆波，干扰作用大为降低

13、方波极谱法的方法特点

1）灵敏度提高的两个因素是：一方面能比较彻底消除电容电流的干扰。另一方面瞬时变化的方波电压是电解峰电流极大增强的主要原因。

2）待测物质电极反应的可逆程度决定了方波极谱法的应用范围。不能测定电极反应可逆性比较差的物质。

3）为保持电解池有较小的时间常数（RC），一般要在高浓度的支持电解质条件下进行测定。

4）方波极谱法不需要加入表面活性剂来消除极大现象，表面活性剂的存在能增加电容值和阻滞电极反应，不利于分析。

5）毛细管噪音是交流极谱法的常见干扰，所以滴汞电极的性能对方波极谱法的影响较大。

6）有非常良好的电位分辨能力，半波电位相差40 mV 即可分开。

7）对可逆性良好的金属离子可不加分离直接测定-前极化电流影响小。