[理学]第二部分 电分析化学导论.ppt

第十七章电分析化学导论 1. 概述 2. 电分析化学方法分类 3. 电化学分析法的特点 1. 概述 3. 电化学分析法的特点 章节重点： 电化学分析法的分类。 电化学分析法的特点。 第八章电分析化学导论 1. 原电池 2. 电解池 3. 电池的表示方法 1. 原电池 相关名词 氧化反应：失电子的反应 还原反应：得电子的反应 根据电极反应的性质来区分阳极和阴极。 阳极：发生氧化反应 阴极：发生还原反应 根据电极电位的正负程度来区分正极和负极。 正极：电极电位高的电极 负极：电极电位低的电极 电池电动势的符号取决于电流的流向 2. 电解池 3. 电池的表示方法 章节重点： 原电池与电解池各自的特点。 电池的表示方法。 第十七章电分析化学导论 1. 电极电位 2. 液体接界电位 3. 极化与过电位 1. 电极电位 章节重点： 电极电位的测定方法。 液体接界电位的产生原因及消除方法。 浓差极化与电化学极化的产生原因与消除方法。 第十七章电分析化学导论 1. 根据电极的组成分类 2. 根据电极所起的作用分类 例. 第一类电极 如：Ag+/Ag组成的银电极，电极反应是： Ag+ + e- = Ag 2.第二类电极 例：甘汞电极 Hg—Hg2Cl2—Cl- 电极反应 Hg2Cl2+ 2e- = 2 Hg + 2Cl- 电极电位 （25℃） 3.第三类电极 由金属与两种具有相同阴离子的难溶盐或难解离的配离子组成的电极体系 如：汞-草酸亚汞-草酸钙-钙离子电极 Hg︱Hg2C2O4︱CaC2O4︱Ca2+ 存在如下平衡： Hg2C2O4≒Hg22++C2O42- Hg22++ 2e- = 2Hg Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 三式相加Hg2C2O4+ Ca2+ + 2e- = 2Hg +CaC2O4 25℃时电极电位 4.零类电极 2.2 参比电极 甘汞电极的电极电位（25℃）： 2.3 辅助电极或对电极 2.4 极化电极与去极化电极 章节重点： 电极的分类方法及分类情况。 各类电极的特点或优缺点。 参比电极的种类及各自特点。 组成：一般由内参比电极、内参比溶液、敏感膜、支持材料等组成。 原理：敏感膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 膜电极的关键：敏感膜（单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜）。 特点：对特定离子有选择性响应，因此也称为离子选择性电极。 1.5 膜电极（离子选择性电极） 2. 根据电极所起的作用分类 2.1 指示电极和工作电极 指示电极：电化学测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极，如电位分析中的离子选择性电极。 工作电极：如果测试过程中有较大电流通过，溶液的主体浓度发生显著变化的电极称为工作电极，如库仑和电解分析中的铂电极。 参比电极的要求：参比电极是测量电池电动势、计算电极电位的基准，要求它的电极电位已知而且恒定，在测量过程中即使有微小电流通过，仍能保持不变。 2.2.1 标准氢电极 IUPAC规定：标准氢电极的电极电位为零。其它标准电极的电极电位通过与标准氢电极组成电池来确定。 特点：最精确的参比电极，一级标准。 缺点：制作麻烦；实际使用时氢气的净化、压力的控制难以满足要求；铂黑容易中毒 。 实际工作中很少使用。 温度一定时，甘汞电极电位决定于Cl-活度； 电极内Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。 2.2.2 甘汞电极 电极电位（25℃） ： 电极反应： Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2Cl- 温度校正：对于SCE，t ℃时的电极电位为： Et= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) 将一金属片浸入金属离子的水溶液中，在金属和溶液界面间会产生扩散双电层。 1.1 扩散双电层 趋势一：金属表面原子由于本身热运动及极性溶剂分子的作用，有生成溶剂化离子、进入溶液、同时将电子留在金属表面的趋势，金属越活泼，金属盐溶液浓度越稀，这种趋势就越大。 趋势二：已溶剂化的金属离子也会受到极板上电子的吸引，有重新沉积于极板上的趋势，金属越活泼，金属盐溶液浓度越浓，这种趋势就越大。 扩散双电层是如何产生的？ 达到平衡时，极板金属表面带有过剩的负电荷，同量的正电荷分布在溶液中，但分布是不均匀的。 由于金属极板上负电荷的静电吸引，使溶液中的正电荷较多地集中在金属极板附近的溶液中，形成了双电层结构，因此在金属极板和溶液间就产生了电势差，这种电势差叫电极电位。 最终在金属及其盐溶液之间建立如下平衡：