电位分析法的基本原理课件.pptx
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- 电位 分析 基本原理 课件
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1、一、电分析化学法概述一、电分析化学法概述二、电位分析法的定义二、电位分析法的定义三、电位分析法的分三、电位分析法的分类类四、电位分析法的理论四、电位分析法的理论基础基础五、电位分析电极五、电位分析电极一、电分析化学法概述一、电分析化学法概述1.定义定义 应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质的应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质的电学及电学及电化学性质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电分析来测定物质组成及含量的分析方法称之为电分析化学法或电化学分析法。化学法或电化学分析法。它通常是使待分析的试样溶液构成一它通常是使待分析的试样溶液构成一化学电池化学电池(原电池原电池或电解池
2、或电解池),然后根据所组成电池的某些物理量,然后根据所组成电池的某些物理量(如电极间如电极间的电位差、通过电解池的电流、电解质溶液的电阻等的电位差、通过电解池的电流、电解质溶液的电阻等)与其与其化学量之间的内在联系进行测定。化学量之间的内在联系进行测定。根据测量的参数不同,电化学分析法分为三种类型:根据测量的参数不同,电化学分析法分为三种类型:通过试液的浓度与化学电池中某些物理量的关系进行通过试液的浓度与化学电池中某些物理量的关系进行分析。物理量有电极电位分析。物理量有电极电位(电位分析电位分析),电阻,电阻(电导分析电导分析),电,电量量(库仑分析库仑分析),电流电压曲线,电流电压曲线(极谱
3、极谱-伏安分析伏安分析);以物理量的突变作为滴定分析中终点的指示,又称以物理量的突变作为滴定分析中终点的指示,又称电电容量分析法容量分析法。如。如电导滴定,电位滴定,电流滴定电导滴定,电位滴定,电流滴定;将试液中某待测组分通过电极反应转化为固相将试液中某待测组分通过电极反应转化为固相(金属或金属或氧化物氧化物),由工作电极上析出的金属或其氧化物的质量来确,由工作电极上析出的金属或其氧化物的质量来确定该组分的量,即定该组分的量,即电解分析法电解分析法,又称,又称电重量分析法电重量分析法2.分类分类 传统电化学分析、有机化学、药物化学、生物化学、传统电化学分析、有机化学、药物化学、生物化学、临床化
4、学、环境生态等领域。如各类电极过程动力学、电临床化学、环境生态等领域。如各类电极过程动力学、电子转移过程、氧化还原过程及其机制、催化过程、有机电子转移过程、氧化还原过程及其机制、催化过程、有机电极过程、吸附现象、大环化合物的电化学性能等等。极过程、吸附现象、大环化合物的电化学性能等等。3.特点特点 准确度高,重现性和稳定性好;准确度高,重现性和稳定性好;灵敏度高,灵敏度高,10-410-8mol/L 10-10 10-12 mol/L(极谱,伏安极谱,伏安)选择性好选择性好 仪器设备简单,易于实现自动化。仪器设备简单,易于实现自动化。应用广泛(常量、微量和痕量分析)应用广泛(常量、微量和痕量分
5、析)二、电位分析法的定义二、电位分析法的定义 电位分析法是通过在零电流条件下测定两电极间的电位分析法是通过在零电流条件下测定两电极间的电电位差位差(电池电动势)来进行定量分析的方法。(电池电动势)来进行定量分析的方法。三、电位分析法的分类三、电位分析法的分类电位测定法(直接电位法)电位测定法(直接电位法)电位滴定法电位滴定法1.电位测定法:根据电极电位与待测组分活度(或浓度)电位测定法:根据电极电位与待测组分活度(或浓度)之间的关系,利用测得的电池电动势求得待测组分含量的之间的关系,利用测得的电池电动势求得待测组分含量的方法。直接电位法常用于方法。直接电位法常用于pH值和一些离子浓度的测定。值
6、和一些离子浓度的测定。溶液电动势溶液电动势 电极电极 能斯特方程能斯特方程 物质的含量物质的含量电位测定法的装置电位测定法的装置1.电位(电位(pH)计)计2.工作电池工作电池 由参比电极、指示电极、由参比电极、指示电极、被测试液组成。被测试液组成。3.磁力搅拌器。磁力搅拌器。可直接测定溶液的可直接测定溶液的pH值值或离子的活度。或离子的活度。图:电位测定法的装置图:电位测定法的装置2.电位滴定法:是根据滴定过程中电池电动势的变化来确电位滴定法:是根据滴定过程中电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定分析方法。滴定分析的终点是由测量电定滴定终点的滴定分析方法。滴定分析的终点是由测量电位突跃来确定。
7、位突跃来确定。用电位测量装置指示滴定分析过程中被测用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化。组分的浓度变化。浓度变化浓度变化电极电极滴定曲线滴定曲线计量点计量点 电位滴定装置电位滴定装置1.电位计电位计2.滴定装置滴定装置3.工作电池工作电池4.磁力搅拌器磁力搅拌器Nernst方程(电极电位与溶液中待测离子间的定量关系)方程(电极电位与溶液中待测离子间的定量关系)对于氧化还原体系:对于氧化还原体系:Ox +ne-=Red 对于金属电极(还原态为金属,活度定为对于金属电极(还原态为金属,活度定为1 1):):四、电位分析法的理论基础四、电位分析法的理论基础dReOxOOx/Redln+
8、=aanFRT+n+nMO/MMln+=anFRT由电池电动势的大小可以确定待测溶液的活度由电池电动势的大小可以确定待测溶液的活度(常(常用浓度代替)大小,这就是电位测定法的依据。用浓度代替)大小,这就是电位测定法的依据。原电池的电动势:原电池的电动势:液液接接)()(若通过盐桥,可将若通过盐桥,可将 减小至减小至12mV,忽略不计。,忽略不计。液液接接则:则:)()(/M/MlnnnnMMMRTEnF参比参比五、电位分析电极五、电位分析电极(一)(一)参比电极:参比电极:电极电位在一定条件下电极电位在一定条件下恒定不变恒定不变,不,不随试液的组成而改变的电极。随试液的组成而改变的电极。对参比
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