第9章+电分析化学法.ppt

第9章电化学分析法 9.1 概述 3. 电化学分析法的特点 4. 电化学分析的学习方法 5. 电化学分析的学习参考资料 9.1.1 电化学电池 chemical cell 原电池 电解电池 9.1.2 电化学分析法的类别 classification of electrochemical analytical methods 1. 电位分析法 2.电解与库仑分析法 3.极谱法与伏安分析 4.电导分析 电化学分析的应用领域 application fields of electrochemical analysis 电极种类 electrode and classification of electrodes 电极电位的测量 表 甘汞电极的电极电位（ 25℃） 银-氯化银电极： 表 2．指示电极（工作电极） 指示电极 （5）膜电极 膜电极 3. 辅助电极和对电极 二电极系统：工作电极（指示电极）+参比电极（电流小） 三电极系统：工作电极+参比电极+辅助电极（对电极）（电流大） 9.1.3 化学电池热力学 2.液体接界电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge 3. 化学电池的电动势 根据热力学原理，恒温恒压条件下反应体系吉布斯函数变的降低值等于体系能对外界作的最大有用功，即-△G = Wmax。 将一个能自发进行的氧化还原反应设计成一个原电池，在恒温恒压条件下，就可实现从化学能到电能的转变，电池所作的最大有用功即为电功。 W电 = nFε = nF(E阴 - E阳) ） 9.1.4 化学电池动力学初步 1. 电极反应的途径 电极反应速度除受通常的动力学变量的影响之外，还与物质传递到电极表面的速度以及各种表面效应相关。总的电极反应的速度由一系列过程所控制，这些过程可能是以下几种： （1）物质传递。 （2）电极/溶液界面的电子传递（异相过程）。 （3）电荷传递反应前置或后续的化学反应。 （4）吸附、脱附、电沉积等其他的表面反应。 2. 物质传递 物质传递的形式有三种：扩散、电迁移和对流。 扩散是指在浓度梯度的作用下，带电或不带电的物质由高浓度区向低浓度区的移动。 电迁移是指在电场的作用下，带电物质的定向移动。在远离电极表面的本体溶液中，浓度梯度的存在通常是很小的，此时反应的总电流主要通过所有带电物质的电迁移来实现。电荷借助电迁移通过电解质，达到传输电流的目的。 对流是指流体借助本身的流动携带物质转移的传质方式。 3. 极化和过电位 当有较大电流通过电池时，电极电位对平衡值（或可逆值，或Nernst值）发生偏离，或者当电极电位改变较大而电流改变较小的现象称为极化。 极化是一种电极现象，电池的两个电极都可能发生极化。 极化通常分为浓差极化和化学极化。 引起电极极化的原因 1. 浓差极化 由于物质传递造成的电极表面浓度对溶液本体浓度的偏离而引起的极化。 2. 电化学极化 由于电子交换过程缓慢而导致的极化, 也叫动力极化 。 由于极化，使实际电位和可逆电位之间存在差异，此差异即为过电位（超电位），用符号?表示。 当极化出现时，阳极电位向正方向移动，而阴极电位向负方向移动。但?习惯上取正值。 影响过电位的因素：主要有电极的材料、电极反应的产物、温度、搅拌情况和电流密度等。 （1）过电位?随电流密度的增大而增大。 （2）?与电极材料有关。在锡、铅、锌、银、汞等“软金属”电极上，?度较大，尤其是汞电极。 （3）产物为气体的电极过程，?都较大。 （4）温度升高，?将降低。 9.2电位分析法 9.2.1电位分析原理 principle of potentiometry analysis 电位分析的理论基础 9.2.2、离子选择性电极的种类、原理与结构 type , principle and structure of ion selective electrode 离子选择性电极的原理与结构 1.晶体膜电极（氟电极） 原理: 2.玻璃膜（非晶体膜）电极 玻璃膜电极 玻璃膜电位的形成 玻璃膜电位 讨论: 讨论: 3.流动载体膜电极（液膜电极） 流动载体膜电极（液膜电极）的讨论 流动载体膜电极（液膜电极）的讨论 液膜电极应用一览表 4.敏化电极 气敏电极一览表 （2）酶电极 酶催化反应： （3）组织电极 组织电极的酶源与测定对象一览表 5. 离子敏感场效应晶体管 离子敏感场效应晶体管原理 ISFET的特点： 离子选择电极的特性 specific property of ion selective electrode 1．膜电位及其选择性 讨论 讨论 例题1： 例题2： 2．线性范围和检测下限 ③ 检测下限 3.响应时间和温度系数 温度系数