当前位置:
文档之家› 《仪器分析教程》教学课件—第11章 电化学分析
《仪器分析教程》教学课件—第11章 电化学分析
11:48:03
11.2 参比电极与指示电极
11.2.1 参比电极 11.2.2 指示电极
11.2 参比电极与指示电极
电极:将溶液中的浓度或活度信息转变成电信号的一种传感器
指示电极(indicator electrode):指示待测溶液中离子活度变 化的电极。 参比电极(reference electrode):在测量电极电位时用来提供 电位标准的电极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11.1.2 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)所需试样的量较少 (4)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;
lg
a(Hg 2Cl 2 ) a2(Hg) a2(Cl
)
E Hg 2Cl/Hg
EO
Hg
2 2
Cl/Hg
0.059 lg
a(Cl )
当电极内溶液的Cl-活度一定,甘
汞电极电位为定值,故可作参比电极。
11:48:03
11.2.1 参比电极
2.甘汞电极
表11.1甘汞电极的电极电位( 25℃)
KCl 浓度 电极电位(V)
0.1mol/L 甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
甘汞电极的电极电位随温度变化,故需进行温度校正, 对于饱和甘汞电极(SCE),t ℃时的电极电位为:
Et= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) (V)
11:48:03
电化学分析的学习方法
电化学分析方法繁多,应注意归纳总结。 共性问题:
溶液的电化学性质;电极性质;基本原理;一般来说, 溶液产生的电信号与检测对象的活度有关;应用均可分为直 接法和滴定法(电化学装置作为终点显示装置)。
个性问题: (1)电位分析:离子选择电极与膜电位 (2)电流滴定:电解产生滴定剂 (3)极谱分析:浓差极化 重点掌握:原理、特点与应用
11:48:03
11.2.1 参比电极
3.银-氯化银电极 银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构
成了银-氯化银电极。
电极反应: Hg2Cl2 +2e- 2Hg(l)+2Cl-
11.1.4 电位分析法的基本原理
电极反应:
Ox +ne-
Red
25℃时,电极电位E与溶液中对应离子活度间的关系为:
E
E Ox/Red
0.0592 n
lg
aOx aRed
对于金属基电极来说,还原态是固体纯金属,它的活度是
一常数,定为1,则上式可简化为:
测定电极电位就可测定E 离 E子Ox/的Red活 0度.0n(592或lg浓aO度x ),这就是直
氢电极在实际工作中使用时需要使用氢 气,应用不方便,故较少使用。
11:48:03
2.甘汞电极
11.2.1 参比电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl半电池符号:Hg,Hg2Cl2(固)︴KCl 电极电位:(25℃)
E Hg 2Cl/Hg
EO
Hg
2 2
Cl/Hg
0.059 2
第11章 电化学分析
Electroanalytical Methods
11.1 电化学分析法概述
11.1.1 电化学分析的分类 11.1.2 电化学分析法的特点 11.1.3 电化学分析法的应用 11.1.4 电化学分析法的基本原理
11.1 电化学分析法概述
电化学分析法
应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质电化学性质 来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化 学。
11:48:03
11.1.1 电化学分析法的类别
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐,可分为三类: (1)不涉及双电层,也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层,但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
习惯分类方法(按测量的电化学参数分类): (1)电导分析法:测量电导值; (2)电位分析法:测量电动势; (3)电解(电重量)分析法:测量电解过程电极上析出物重量; (4)库仑分析法:测量电解过程中的电量; (5)伏安分析:测量电流与电位变化曲线; 1(16:4)8:极03 谱分析:使用滴汞电极时的伏安分析。
11:48:03
11.1.3 电化学分析法的应用
(1)化学平衡常数测定及化学反应机理研究 (2)化学工业生产流程中的分析监测与自动控制 (3)食品分析检验,环境分析与监测 (4)生命科学的研究、生物、药物分析 (5)医学检验,疾病的预防、诊断、治疗,
活体分析和监测
11:48:03
11.1.4 电位分析法的基本原理
电位分析法:利用电极电位与被测离子浓度或活度之间的 关系而建立起来的定量测定的电化学分析方法。 直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物质的活度有关。 溶液电动势 电极 能斯特方程 物质的含量 电位滴定: 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。 浓度变化电极滴定曲线计量点
11:48:03
11:48:03
11.2.1 参比电极
1.标准氢电极(SHE) 基准,电位值为零(任何温度),是测定所有电极的电极电位 的参比电极。
电极反应为:
H(+ aq,a=1.00mol • L-1)+e-
1 2
H
2
(101.325kPa)
半电池符号为 Pt,H2(p)︱H+(aq,a=1.0mol·L-1)
接电位法的理论依据。
11:48:03
11.1.4 电位分析法的基本原理
实际工作中,通常测定的是溶液的浓度,而在能斯特方程中则用的是活 度,活度与浓度的关系为:
a = γ ·c
式中, a—活度;γ —活度系数; c —浓度。
当溶液的浓度极稀时,离子间的相互作用趋于零,这时活度系数可视为 1,活度即可认为等于浓度。 实际应用时,可使待测组分的标准溶液与被测溶液的离子强度相等,此时, 活度系数可视为不变,就可以用浓度代替活度。 电位滴定法的原理:在滴定分析过程中,在滴定容器内浸入一对适当的 电极,则在化学计量点附近可以观察到电极电位的突变(电位突跃), 根据电位突跃可以确定滴定终点。