-第七章环境有机污染物的电化学分析课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《-第七章环境有机污染物的电化学分析课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第七 环境 有机 污染物 电化学 分析 课件
- 资源描述:
-
1、2022-8-82022-8-8一、定义一、定义 电化学分析是应用电化学的基本原理和实验技电化学分析是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。分析方法。二、电化学分析法的重要特征二、电化学分析法的重要特征 1.1.直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量,在溶液中有电流或无电流流动的情况下,来研究、确在溶液中有电流或无电流流动的情况下,来研究、确定参与反应的化学物质的量。定参与反应的化学物质的量。2.2.依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:依据测定电参数分别命
2、名各种电化学分析方法:如电位、电导分析法;如电位、电导分析法;3.3.依据应用方式不同可分为:直接法和间接法。依据应用方式不同可分为:直接法和间接法。2022-8-8 1.1.灵敏度、准确度高,选择性好灵敏度、准确度高,选择性好 被测物质的最低量可以达到被测物质的最低量可以达到1010-12-12mol/Lmol/L数量级。数量级。2.2.电化学仪器装置较为简单,操作方便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。产中的自动控制和在线分析。3.3.应用广泛应用广泛 (1 1)化学平衡常数测定)化学平
3、衡常数测定 (2 2)化学反应机理研究)化学反应机理研究 (3 3)化学工业生产流程中的监测与自动控制)化学工业生产流程中的监测与自动控制 (4 4)环境监测与环境信息实时发布)环境监测与环境信息实时发布 (5 5)生物、药物分析)生物、药物分析 (6 6)活体分析和监测(超微电极直接刺入生物体内)活体分析和监测(超微电极直接刺入生物体内)2022-8-8 根据测量的电化学参数不同,电化学分析法可根据测量的电化学参数不同,电化学分析法可分为五类:分为五类:1.1.根据溶液的电导来进行分析的方法,称为根据溶液的电导来进行分析的方法,称为电导电导分析;分析;2.2.根据电池电动势(两个电极之间的电
4、位差)而根据电池电动势(两个电极之间的电位差)而建立起来的分析方法,称为建立起来的分析方法,称为电位分析;电位分析;3.3.根据电解后在电极上分析出的被测物质的重量根据电解后在电极上分析出的被测物质的重量而建立起来的分析方法,称为而建立起来的分析方法,称为电解分析;电解分析;2022-8-8 4.4.根据电解过程中所消耗的电量来进行分根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法,称为析的方法,称为库仑分析;库仑分析;5.5.根据电解过程中,电流与电压曲线而建根据电解过程中,电流与电压曲线而建立起来的分析方法,称为立起来的分析方法,称为伏安法,伏安法,伏安法伏安法中使用滴汞电极的,称为中使用滴汞电
5、极的,称为极谱分析。极谱分析。在环在环境有机污染物中,极谱分析及溶出伏安法境有机污染物中,极谱分析及溶出伏安法应用较为广泛。应用较为广泛。2022-8-8电极电极:将金属放入对应的溶液后所组成将金属放入对应的溶液后所组成的系统。的系统。化学电池化学电池:由两支电极构成的系统;化由两支电极构成的系统;化学能与电能的转换装置;学能与电能的转换装置;电化学分析法中涉及到两类化学电电化学分析法中涉及到两类化学电池:池:原电池原电池:自发地将化学能转变成电能;自发地将化学能转变成电能;电解电池电解电池:由外电源提供电能,使电流由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装通过电极,在电极上发
6、生电极反应的装置。置。电池工作时,电流必须在电池内部电池工作时,电流必须在电池内部和外部流过,构成回路。和外部流过,构成回路。溶液中的电流溶液中的电流:正、负离子的移动。正、负离子的移动。2022-8-82022-8-8阳极:阳极:发生氧化发生氧化反应的电极(负反应的电极(负极);极);阴极:阴极:发生还原发生还原反应的电极(正反应的电极(正极);极);阳极阳极正极正极阴极阴极负极负极电极电位较正的电极电位较正的为正极为正极2022-8-8阳极:阳极:发生发生氧化反应的氧化反应的电极(正电极(正极);极);阴极:阴极:发生发生还原反应的还原反应的电极(负电极(负极);极);阳极阳极=正极正极阴
7、极阴极=负极负极2022-8-81.1.平衡电极电位平衡电极电位 可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属锌中当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属锌中ZnZn2+2+的化学势大的化学势大于溶液中于溶液中ZnZn2+2+的化学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子留的化学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子留在锌片上。结果:金属带负电,溶液带正电;形成双电层。在锌片上。结果:金属带负电,溶液带正电;形成双电层。双电层的形成建立了相间的电位差;双电层的形成建立了相间的电位差;电位差排斥电位差排斥ZnZn2+2+继续进入溶液;
8、继续进入溶液;金属表面的负电荷又吸引金属表面的负电荷又吸引ZnZn2+2+;达到动态平衡,相间平衡电位达到动态平衡,相间平衡电位 平衡电极电位。平衡电极电位。2022-8-8 无法测定单个电极的绝对电极电位;相对电极电位。无法测定单个电极的绝对电极电位;相对电极电位。规定:将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池,电规定:将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池,电位差即该电极的相对电极电位,比标准氢电极的电极电位高位差即该电极的相对电极电位,比标准氢电极的电极电位高的为正,反之为负;的为正,反之为负;Pt|H2(101 325 Pa),H+(1mol/dm)|Ag+(1mol/dm)|Ag 电位
9、差:电位差:+0.799 V;银电极的银电极的标准电极电位:标准电极电位:+0.799 V。在在298.15 K 时,以水为溶剂,当氧化态和还原态的活度时,以水为溶剂,当氧化态和还原态的活度等于等于1 时的电极电位称为:标准电极电位。时的电极电位称为:标准电极电位。2022-8-82022-8-82022-8-8 在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上,存在着微小的电位差,称之为液体接界电位。面上,存在着微小的电位差,称之为液体接界电位。液体接界电位产生的原因:各种离子具有不同的迁移速率液体接界电位产生的原因:各种离子具有不同的迁移速率
10、而引起。而引起。盐桥:盐桥:饱和饱和KCl溶液溶液中加入中加入3%琼脂;琼脂;K+、Cl-的扩散的扩散速度接近,液接电速度接近,液接电位保持恒定位保持恒定1-2mV。2022-8-81.1.参比电极参比电极 标准氢电极标准氢电极 基准,电位值为零基准,电位值为零(任何温度任何温度)。甘汞电极甘汞电极 电极反应:电极反应:HgHg2 2ClCl2 2+2e-+2e-=2Hg+2 Cl 2Hg+2 Cl-半电池符号:半电池符号:HgHg,HgHg2 2ClCl2 2(固)固)KClKCl 电极电位(电极电位(2525):):电极内溶液的电极内溶液的ClCl-活度一定,甘汞电极电位固定。活度一定,甘
11、汞电极电位固定。)Cl(lg059.0)Cl()Hg()ClHg(lg2059.0OCl/HgHgCl/HgHg2222OCl/HgHgCl/HgHg222222aEEaaaEE2022-8-8温度校正,对于温度校正,对于SCE,t 时的电极电位为:时的电极电位为:Et=0.2438-7.610-4(t-25)(V)2022-8-8 温度校正,(标准温度校正,(标准Ag-AgClAg-AgCl电极),电极),t t 时的电极电位时的电极电位为:为:E Et t=0.2223-6=0.2223-61010-4-4(t t-25)-25)(V V)银丝镀上一层银丝镀上一层AgClAgCl沉淀沉淀,
12、浸在一定浓度浸在一定浓度的的KClKCl溶液中即构成了银溶液中即构成了银-氯化银电极。氯化银电极。0.1mol/LAg-AgCl电极标准Ag-AgCl电极饱和Ag-AgCl电极KCl浓度 0.1 mol/L 1.0 mol/L 饱和溶液电极电位(V)+0.2880 +0.2223 +0.2000电极反应:电极反应:AgCl+e-=Ag+Cl-半电池符号:半电池符号:Ag,AgCl(固)固)KCl 电极电位(电极电位(25):):EAgCl/Ag=E AgCl/Ag-0.059lgaCl-表表 银银-氯化银电极的电极电位(氯化银电极的电极电位(25)2022-8-8(1 1)第一类电极)第一类电
13、极金属金属-金属离子电极金属离子电极 例如:例如:Ag-AgNOAg-AgNO3 3电极电极(银电极银电极),Zn-ZnSOZn-ZnSO4 4电极电极(锌电锌电极极)等等 电极电位为电极电位为(25(25C)C):E EM Mn+n+/M/M=E E M Mn+n+/M/M-0.059lg-0.059lga aM Mn+n+第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。(2 2)第二类电极)第二类电极金属金属-金属难溶盐电极金属难溶盐电极 二个相界面二个相界面,常用作参比电极。常用作参比电极。2022-8-8(3 3)第三类电极)第三类电极汞电极汞电极 金属
14、汞金属汞(或汞齐丝或汞齐丝)浸入含有少量浸入含有少量HgHg2+2+-EDTA-EDTA配合物及被测配合物及被测金属离子的溶液中所组成。根据溶液中同时存在的金属离子的溶液中所组成。根据溶液中同时存在的HgHg2+2+和和M Mn+n+与与EDTAEDTA间的两个配位平衡,可以导出以下关系式间的两个配位平衡,可以导出以下关系式(25(25C)C):E E(Hg(Hg2 22+2+/Hg)=/Hg)=E E (Hg(Hg2 22+2+/Hg)-0.059lg/Hg)-0.059lga aM Mn+n+(4 4)惰性金属电极)惰性金属电极 电极不参与反应,但其晶格间的自由电子可与溶液进行交电极不参与
15、反应,但其晶格间的自由电子可与溶液进行交换。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或换。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。释放电子的场所。2022-8-8 特点特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应仅对溶液中特定离子有选择性响应(离子选择性电极)。(离子选择性电极)。膜电极的关键:是一个称为选择膜膜电极的关键:是一个称为选择膜的敏感元件。的敏感元件。敏感元件:单晶、混晶、液膜、高敏感元件:单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等构成。分子功能膜及生物膜等构成。膜内外被测离子活度的不同而产生膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。电位差。2022-8-8 将
16、膜电极和参比电极一起插到被测溶液中,组成电池。将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中,组成电池。则电池结构为则电池结构为:外参比电极外参比电极被测溶液被测溶液(ai i未知未知)内充溶液内充溶液(ai i一定一定)内参比电极内参比电极(敏感膜)(敏感膜)内外参比电极的电位值固定,且内内外参比电极的电位值固定,且内充溶液中离子的活度也一定,则电池电充溶液中离子的活度也一定,则电池电动势为:动势为:ianFRTEEln2022-8-8 极谱分析是捷克斯洛伐克化学家海洛夫斯基极谱分析是捷克斯洛伐克化学家海洛夫斯基(HeyrovshyHeyrovshy)于)于19221922年创立的。年创立的。2020
展开阅读全文