电化学分析法概述-修改.ppt

电化学分析法概述;第一节 电化学分析法概述 1.1 电化学分析的定义及分类;3.近代电分析方法 固体电子线路出现，从仪器上开始突破，克服充电电流的问题，1952年 G．C．Barker提出方波极谱．1966年S．Frant和 J．Ross提出单晶（LaF3）作为F— 选择电极，“膜电位”理论建立完善．其它分析方法，催化波和溶出法等的发展，主要从提高灵敏度方面作出贡献． ;4 . 现代电分析方法 时间和空间上体现“快”，“小” 与“大” ． (1)化学修饰电极 (2)生物电化学传感器 (3)光谱一电化学方法 (4)超微电极 (5)另一个重要内容是微型计算机的应用，使电分析方法产生飞跃．;二、电化学分析展望 （1）袖珍微型化 　 仪器袖珍化，电极微型化． （2）生命过程的模拟研究 　　 生命过程的氧化还原反应类似电极上的氧化还原，用电极膜上反应模拟生命过程，可深化认识生命过程． （3）活体现场检测（无损伤分析 ）．;1.4 电化学分析的学习方法;第二节 电化学电池;原电池（galvanic cell）：能自发地将化学能转化为电能（见图）；;电解池（electrolytic cell）： 需要消耗外部电源提供的电能，使电池内部发生 化学反应（见图）。; 当实验条件改变时，原电池和电解池能互相转化。 组成化学电池的必要条件： 1）两支称为电极的导体； 2）浸在适当的电解质溶液中。; 化学电池有可逆与不可逆之分。若将电池与外电源相连（两者正极与正极、负极与负极相连），当电池电动势比外电源电动势大时，电池中发生化学反应而放电，此时化学反应能变成电能，电池为自发电池（原电池）；相反，当外加电源电动势大于电池电动势时，电池就接收外加电能而充电，电池中的化学反应可以逆向进行，电池就成为电解电池。下面以铅蓄电池为例。;例如铅蓄电池： 放电时：正极反应 PbO2＋SO42-+4H+＋2e=PbSO4＋2H2O 负极反应 Pb＋SO42-=PbSO4＋2e 总 反 应 Pb＋4H+＋2SO42-＋PbO2=2PbSO4＋2H2O 充电时：正极反应 PbSO4＋2H2O=PbO2＋SO42-＋4H+＋2e 负极反应 PbSO4＋2e=Pb＋SO42- 总 反 应 2PbSO4＋2H2O=Pb＋4H+＋2SO42-＋PbO2; 为使电池的描述简化，电池通常可按规定以图解表示，如上述铜锌电池可表示成： （-）Zn|ZnSO4（xmol/L）|| CuSO4（ymol/L） | Cu（+） 其规定为： 1）阳极及其有关的溶液都写在左边； 2）电极的两相界面和不相混的两种溶液，用一条竖线表 示，如第一条竖线表示锌电极和ZnSO4溶液两相界面；第二条竖线为铜电极和CuSO4溶液两相界面； 3）当两种电解质之间通过盐桥连接起来，消除了液接电位，则用两条竖线“||”表示，如阴极电解质和盐桥之间，以及盐桥与阳极电解质之间的界面。;4）气体的电极反应要用惰性材料（如铂、金等）作电极，以传导电流； 5）电池中的溶液应注明浓度（活度）；如有气体应注明压力、温度等，如： Zn | Zn2+（0.1mol/L）|| H+（1 mol/L）| H2（101 325Pa），Pt 电池的电动势： E电池= ?正极－?负极= ?右－ ?左 当E电池＞0， 表示体系对环境做功，电池能自发进行，为自发电池 ； E电池＜0， 表示环境对体系做功，电池不能自发进行，应为电解池。;第三节 电极电位;3.2 能斯特公式;3.3 电极电位的测量;一、参比电极 常用的参比电极有标准氢电极（见图）、甘汞电极（见图）和Ag?AgCl电极等。 标准氢电极： 电极反应为： 规定在任何温度下，氢标准电极电位为零。 ;甘汞电极：半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）KCl 电极反应：Hg2Cl2（s）+2e =2Hg+2Cl? 能斯特公式为 ： 由此可见：甘汞电极的电位取决于所用 KCl的浓度。; 与甘汞电极类似的还有Ag?AgCl电极： AgCl（饱和），KCl（x mol / L）|Ag 电极反应为： AgCl＋e = Ag + Cl? 电极电位取决于Cl? 的浓度。 ;二、指示电极;（3）第三类电极─