生物电分析考试大纲.doc

1.当两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触时，由于正负离子扩散速度不同，有微小的电位差产生——液接电位或扩散电位。 由于扩散速度不同产生的液接电位，可用盐桥来消除或减小到忽略不计。 盐桥是“连接”和“隔离”不同电解质的重要装置 盐桥是一个盛满饱和KCl溶液和3%琼脂的U形管，用盐桥将两溶液连接，饱和KCl溶液的浓度很高（一般为3.5~4.2mol.L-1）。 （1）作用 接通电路，消除或减小液接电位。 （2）使用条件 a.盐桥中电解质不含被测离子。 b.电解质的正负离子的迁移速率应基本相等。常用作盐桥的电解质有: KCl, NH4Cl, KNO3等。 c.要保持盐桥内离子浓度的离子强度5～10倍于被测溶液。 2.极化与过电位 极化——电流通过电极与溶液界面时，电极电位偏离平衡电位（即能斯特公式计算的电位）的现象。 电极电位与平衡电位之差称为过电位 ( 一般阳极极化，电极电位更正，阴极极化，电极电位更负。利用过电位(的大小评价电极的极化程度。 极化产生的原因：浓差极化和电化学极化 1浓差极化 电解过程中，电极表面附近溶液的浓度与主体溶液的浓度差别引起的。 电极表面与溶液主体间形成的浓度梯度引起偏离平衡电位的现象。 减小浓差极化的方法：增大电极面积、减小电流密度、提高温度、搅拌溶液等。 2. 电化学极化 ——电极反应速率慢引起的 很多电极反应是分步进行的，某一步反应慢就限制整个电极反应的速率。 以阴极反应还原为例，若电极反应较慢，离子来不及与电极表面上过剩的电子结合，使电子积聚起来，使电位更负。 3. 词根 含义 实例 安 电流 “安（培）”计测量电流强度 计时 时间 计时电流测量电流随时间的变化 库伦 电量 库仑计测量通过的电量 图 曲线图 伏安图表示电流随电位变化的曲线图 电位 电位 电位计：用于测量电位的高内阻仪器 电位滴定：以电位的变化作为终点的滴定 伏安 电位与电流 伏安图表示电流随电位变化的函数曲线图 4.电子传输路径 ①还原反应：电子由电源出发，通过电极，穿过电极-溶液界面，传递给溶液中的电活性物质。 ②氧化反应：电子进行反方向传输，由溶液中的电活性物质提供电子，在电子传递反应发生时穿过电极-溶液界面。 ③a.电子流经电极，不管是从界面流入还是流出； b.溶液中待反应的电活性物质在界面上的传输； c.电子穿过界面过程，即电极反应本身。 5.迁移： 荷电物质在电场作用下的运动 最小化迁移的方法：加入惰性盐—KCl或KNO3；降低电极电位（很少用）。 对流：含有电活性物质的物理运动 引起因素：机械搅拌（水动力学控制）；当有电流通过电极时，使得与电极接触部分的溶液变热，其密度变小，引起对流。 扩散：最重要的物质传输方式 ①通量：单位时间内接触电极表面的物质的多少。 ②Fick第一定律：电活性物质的通量与距离电极表面x处的物种i的浓度c的变化成正比。 ③Fick第二定律描述浓度随时间变化的定量关系 ④扩散是熵驱动作用，故体系有降低浓度梯度、增加混乱度的趋势。 6. 离子-离子相互作用简述 遵循Debye-Hückel理论，讨论的活度定律是建立在静电作用的基础上，适用于在溶液中的离子，其能量服从Maxwell-Boltzman定律。 Debye-Hückel理论表明吸引力越强，在离子氛中出现带相反电荷离子的可能性越大。 与其他离子相结合，对电极而言，该离子是被屏蔽的，这就意味着不能“感觉到”其带电程度：阳离子被阴离子包围，阴离子本身又被阳离子包围，从而电荷被彼此“抵消”了。 7.平均离子活度系数通常是无法获知的，该如何处理活度因子的问题？ 离子强度的变化是很重要的考虑因素，因此最好在离子强度已知并可控的情况下进行电位分析。 测定标准曲线的过程，即测定标准电极电位也应该在相同的离子强度的溶液中进行。 假设I总是高于分析物的浓度，分析物浓度对总的离子强度贡献很小，可以忽略其对活度因子带来的波动。 如果保持溶液的离子强度恒定来测定标准曲线，那么活度和浓度可以毫无阻碍地相互转换。 离子强度调节剂 离子强度调节缓冲液TISABs 8. 电极的面积为100μm2或更小时，称为微电极。 由于电极小，电极周围的分析物耗尽层远薄于传统电极。 耗尽层薄意味着电极表面和溶液主体之间浓度梯度大，因此，向微电极传质的速率明显高于正常尺寸的电极。 快速传质使得法拉第电量的成分变大，非法拉第电流不受其影响。 第六章：动力学测量分析 A：扩散控制的系统 1.各种伏安实验都是在电极电位变化的同时监测电流的变化。 2.极化是指电极电位偏离其平衡值。 3.三电极体系介绍 4.计时电流法：电流随时间变化 原理：向工作电极施