電分析化學的發(fā)展歷史課件

電分析化學的發(fā)展歷史課件20040001第一章電分析化學的發(fā)展歷史11、電分析化學是研究什么的一門學科？2、電分析化學的發(fā)展方向有那些？3、推動電分析化學發(fā)展的因素有那些？4、電分析儀器的組成與特征？5、什么是微擾理論？6、電分析儀器的發(fā)展趨勢？思考題第一章電分析化學的發(fā)展歷史22將化學變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學科便是電化學，應用電化學的基本原理和實驗技術(shù)進行分析，就形成了各種電化學分析方法，稱為電化學分析或泛稱為電分析化學。電分析化學經(jīng)歷近兩個世紀的發(fā)展歷程，其方法和理論不斷拓展和完善。電分析化學復習題綱摘要2將化學變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學科便是電化33電化學分析（ElectrochemicalAnalysis，ECA)電化學分析分析方法分析信號電位法電導法極譜法、伏安法電解、庫侖法電動勢電導電流電量

電分析化學是通過測量的分析對象的電位、電流、電導或電量等電化學參數(shù)，求得物質(zhì)含量和物化性質(zhì)的一類儀器分析方法。第一章電分析化學的發(fā)展歷史3電化學分析（ElectrochemicalAnalys44電分析化學的發(fā)展方向極譜、伏安分析電化學分析的發(fā)展方向電位分析電導分析電解、庫侖分析交叉學科復習題綱摘要4電分析化學的發(fā)展方向極譜、伏安電化學分析電位分析電導分析電5推動電分析化學發(fā)展的四個要素：電分析化學5實驗方法儀器技術(shù)基礎理論分析對象推動電分析化學發(fā)展的四個要素：電分析化學5實驗方法儀6推動分析化學發(fā)展的四要素例文獻1：“氨基納米磁球免疫電化學法檢測甲胎蛋白的研究”，分析化學，2005，33（8）：1068-1072”6其中：分析對象：甲胎蛋白基礎理論：電化學分析法和免疫法儀器技術(shù)：伏安法實驗方法或技術(shù)：氨基納米磁球富集科研論文包含要素全部或部分復習題綱摘要推動分析化學發(fā)展的四要素例文獻1：“氨基納米磁球免疫電化學法7電分析儀器的組成和特征7分析對象傳感器信號放大電路數(shù)據(jù)采集和處理結(jié)果輸出電分析儀器的典型組成系統(tǒng)激勵信號電分析化學電分析儀器的組成和特征7分析對象傳感器信號放大電路數(shù)據(jù)采集811電分析儀器的發(fā)展趨勢

21世紀分析化學的發(fā)展方向?qū)⑹欠律瓦M一步信息智能化的時代。因此，分析儀器的發(fā)展必然也是朝著小型化、仿生化和智能化的方向發(fā)展。分析對象已由原來的簡單體系發(fā)展至復雜體系，復雜體系中的物質(zhì)種類繁多、形態(tài)復雜、性質(zhì)各異、含量極微且相互作用錯綜復雜，既有線性變化，也有第一章電分析化學的發(fā)展歷史11電分析儀器的發(fā)展趨勢21世紀分析化學的發(fā)展912電分析儀器的發(fā)展趨勢非線性變化，或介于線性和非線性之間的變化。對于這些痕量和超痕量分析物質(zhì)，要對其含量、復雜的結(jié)構(gòu)或形態(tài)、生物活性、及其動態(tài)變化過程進行靈敏的檢測與分辨，這就要求大力發(fā)展與之相適應的分析方法和分析儀器。發(fā)展?jié)M足生命科學、環(huán)境科學、材料科學、食品復習題綱摘要12電分析儀器的發(fā)展趨勢非線性變化，或介于線性和非線性之間的1013電分析儀器的發(fā)展趨勢安全，太空探索，重大突發(fā)事件的預報等要求的高靈敏、高選擇性、在線、原位、高通量、遙感遙測技術(shù)的分析檢測技術(shù)和儀器。在分析儀器的研究中，既要開發(fā)高性能、多功能、集成化的儀器，又要開發(fā)小型化、微型化、便攜式的儀器，還要研究相應的計算機軟件。電分析化學13電分析儀器的發(fā)展趨勢安全，太空探索，重大突發(fā)事件的預報等11141、陰極、陽極；正極、負極；極化、去極化電極；三電極系統(tǒng)；微電極的概念？電極材料有哪些？2、什么是化學修飾電極？3、化學修飾電極的制備方法有哪些？4、化學修飾電極的優(yōu)點以及目前需要解決的關(guān)鍵問題是什么？思考題第二章電極與化學修飾電極141、陰極、陽極；正極、負極；極化、去極化電極；三電極系1215化學修飾電極是通過化學修飾的方法在電極表面進行分子設計，將具有優(yōu)良化學性質(zhì)的分子、離子、聚合物固定在電極表面，造成某種微結(jié)構(gòu)，賦予電極某種特定的化學和電化學性質(zhì)，以便高選擇性地進行所期望的反應，在提高選擇性和靈敏度方面具有獨特的優(yōu)越性?；瘜W修飾電極復習題綱摘要15化學修飾電極是通過化學修飾的方法在電極表面進1316利用化學修飾電極表面上的微結(jié)構(gòu)所提供的多種能利用的勢場，使待測物進行有效的分離富集，并借控制電極電位，進一步提高選擇性，同時把測定方法的靈敏性和修飾劑化學反應的選擇性相結(jié)合，成為分離、富集和選擇性三者合而為一的理想體系?；瘜W修飾電極電分析化學16利用化學修飾電極表面上的微結(jié)構(gòu)所提供的多種能1417在有關(guān)化學修飾電極的制備己有多篇綜述，常用的修飾方法有:共價鍵合法，吸附法，聚合物薄膜法，組合法及其他一些方法。化學修飾電極的制備復習題綱摘要17在有關(guān)化學修飾電極的制備己有多篇綜述，常用的1518化學修飾電極的應用綜上所述，化學修飾電極應用于分析前景廣闊，無論是無機物、有機物，還是生物樣品的測定，化學修飾電極將發(fā)揮越來越大的作用。人們可以根據(jù)需要，研制出各種高選擇性、高靈敏度的修飾電極，測定在常規(guī)電極上無響應的某些分子。研制使用壽命長，穩(wěn)定性好的化學修飾電極已成為電分析化學研究中的前沿課題。電分析化學18化學修飾電極的應用綜上所述，化學修飾電極應用于分析前景1619思考題1

循環(huán)伏安法與其它伏安法的區(qū)別？如何應用循環(huán)伏安法判別可逆、準可逆和不可逆電極過程？以及耦合了化學反應的電極過程？對于簡單可逆電極過程，其循環(huán)伏安圖中的陰極、陽極峰電位與標準電極電位之間的關(guān)系，峰電流與掃描速度的關(guān)系？第三章循環(huán)伏安法19思考題1循環(huán)伏安法與其它伏安法的區(qū)別？第三章1720

循環(huán)伏安法是最重要的電分析化學研究方法之一。在電化學、無機化學、有機化學、生物化學等研究領域有著廣泛的應用。目前文獻中報道采用循環(huán)伏安法實驗用來觀察物質(zhì)在電極上的氧化和還原反應，氧化和還原的價態(tài)，電極反應的可逆性等，它主要不是用于定量分析而主要是用于電極反應的機理的研究。循環(huán)伏安法（CycleVoltammetry,CV）復習題綱摘要20循環(huán)伏安法是最重要的電分析化學研究方法之一。1821循環(huán)伏安法是以線性掃描伏安法的電位掃描到頭后，再回過頭來掃描到原來的起始電位值，所得的電流-電壓曲線為基礎的分析方法。其電位與掃描時間的關(guān)系?；驹淼谌卵h(huán)伏安法21循環(huán)伏安法是以線性掃描伏安法的電位掃描到頭后，1922由圖可知，掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描（電壓上升部分）為電活性組分在電極上被還原的陰極過程，則后半部掃描（電壓下降部分）為還原產(chǎn)物重新被氧化的陽極過程。因此，一次三角波掃描完成一個還原過程和氧化過程的循環(huán)，故稱為循環(huán)伏安法?；驹韽土曨}綱摘要22由圖可知，掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描2023以上討論的是電極過程完全可逆的情況。對于其它的情況，根據(jù)陰極、陽極峰的峰電流和峰電位的關(guān)系又可以區(qū)分為準可逆和完全不可逆電極過程。對于完全不可逆電極過程，循環(huán)伏安曲線圖中，只有陰極或陽極峰電流，上下兩支曲線是完全不對稱的。介于兩者之間的，稱之為準可逆?；驹淼谌卵h(huán)伏安法23以上討論的是電極過程完全可逆的情況。對于其它2124循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應的電極過程當電極過程中伴隨著平行催化化學反應時，電極表面的電活性物質(zhì)Ox被還原為Re后，在電極表面Re又很快與溶液中共存的氧化劑Z反應，重新被氧化為Ox，而Ox又在電極上還原為Re，形成催化循環(huán)。一般溶液中Z過量，反應中Z的濃度可視為不變。這時的循環(huán)伏安曲線將根據(jù)催化反應的速率常數(shù)而呈現(xiàn)不同的形狀。復習題綱摘要24循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應2225循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應的電極過程當電極過程中伴隨著平行催化化學反應時，第三章循環(huán)伏安法25循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應23第四章溶出伏安法26思考題1、各種溶出伏安法的基本原理如何？其靈敏度高的原因何在？2、以陽極溶出伏安法為例，說明影響溶出電流靈敏度的因素有那些？3、陽極溶出伏安法中常用的工作電極有那些？何為同位鍍汞？第四章溶出伏安法2427

溶出伏安法是一種高靈敏的電分析方法。其分析過程可分為兩個步驟：1、富集步驟，一般是通過電解或吸附作用使被測物質(zhì)富集在電極表面；2、電化學溶出步驟，即通過電位掃描使已經(jīng)富集在電極表面的被測物質(zhì)發(fā)生氧化或還原反應，記錄這時的i-E曲線，據(jù)此進行定量測定。溶出伏安法（StrippingVoltammetry）復習題綱摘要27溶出伏安法是一種高靈敏的電分析方法。其分析過2528

由于經(jīng)過富集步驟，被測物質(zhì)由極稀的試液中富集到微小體積的電極或表面，富集倍數(shù)可以達到1000以上，因此即使被測物質(zhì)的濃度很低也可以獲得較大的Faraday電流信號。溶出伏安法比普通極譜的靈敏度大大提高，其檢測范圍在10-6～10-11mol/L，檢測限甚至可低至10-12mol/L，是痕量分析的有效手段。溶出伏安法（StrippingVoltammetry）電分析化學28由于經(jīng)過富集步驟，被測物質(zhì)由極稀的試液中富集2629

從溶出過程的電學性質(zhì)來區(qū)分，可把溶出伏安法分為三大類：1、陽極溶出伏安法2、陰極溶出伏安法

3、吸附伏安法溶出伏安法（StrippingVoltammetry）復習題綱摘要29從溶出過程的電學性質(zhì)來區(qū)分，可把溶出伏安法分2731工作電極：由于汞電極具有很多分析方面的優(yōu)點，因此溶出伏安法的工作電極大多數(shù)情況下都采用面積固定的汞電極。汞電極的形式有多種，常見的有懸汞電極、厚汞膜電極（如鉑基鍍銀沾汞球形電極）、薄汞膜電極（如石墨電極上預鍍汞膜電極、玻碳電極同位鍍汞等）。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）電分析化學31工作電極：由于汞電極具有很多分析方面的優(yōu)點，因此溶出伏安2830影響溶出電流的影響因素：從溶出電流的公式可以看出，影響溶出電流的因素是很多的。下面將分別討論電積電位、電積時間、攪拌速度、電位掃描速度、表面活性物質(zhì)和氧的干擾、電解質(zhì)底液組成等因素的關(guān)系。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）復習題綱摘要30影響溶出電流的影響因素：陽極溶出伏安法（AnodeS2931工作電極：除了上述的汞電極之外，還可使用一些面積固定的非汞電極。它們有：Au，Ag，Pt，C和Bi等。測定Ag，Au，和Hg時就要用到非汞電極。Ag在Pt電極上溶出可以獲得很高的靈敏度。Ni從固體Pt電極上溶出到硫氰酸鹽溶液中，可測定低至PPb-PPt級的Ni。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）第四章溶出伏安法31工作電極：除了上述的汞電極之外，還可使用一些面積固定的非3032思考題1、有機化合物的伏安分析通常有什么特點？2、有機化合物分子具有電活性的基團有那些？3、如果有機化合物不具備電活性，有什么辦法可令它們能進行伏安分析？4、如何根據(jù)有機物的分子結(jié)構(gòu)來預測它的伏安特性？第五章有機化合物的伏安分析32思考題1、有機化合物的伏安分析通常有什么特點？第五章3133

有機化合物的伏安分析的基本原理與無機化合物的伏安分析基本相同。但還有特殊之處。1、大多數(shù)有機物的電極過程不可逆。2、有機電活性物質(zhì)及其電極反應的產(chǎn)物，一般均為不帶電荷的中性分子。3、電極反應的電子數(shù)一般為偶數(shù)。有機化合物的伏安性質(zhì)復習題綱摘要33有機化合物的伏安分析的基本原理與無機化合物的32第五章有機化合物的伏安分析344、在有機物的電極反應中，一般均有氫離子參與，其半波電位，伏安波形都與底液的組成和pH值有關(guān)。所以常需用緩沖液作為底液。5、有許多有機化合物不溶于水，要在非水介質(zhì)中進行伏安測定。常用的有機溶劑為：醇類，二氧六環(huán)，溶纖劑，乙碃,二甲酰胺，冰醋酸等。此外，還需加入無機或有機鹽作支持電解質(zhì)。有機化合物的伏安性質(zhì)第五章有機化合物的伏安分析3335按功能團分類結(jié)構(gòu)式不飽和烴C=C,C≡C鹵代化合物R-X,X=F,Cl,Br,I羰基化合物C=O不飽和有機酸C=C-COOH含氮化合物N=N,C=N,-NO2含硫化合物-S-S-,-SH復習題綱摘要35按功能團分類結(jié)構(gòu)式不飽和烴C=C,C≡C鹵代化合物R-34第五章有機化合物的伏安分析36在間接電化學測定方法中常采用的化學反應有：（1）硝化反應：使被測物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀钚缘南趸衔?，適用于芳香烴及其衍生物。常用的硝化基有硝酸和亞硝酸等。（2）聚合反應：通過聚合反應，使被測物質(zhì)成為具有亞氨基（-C=N-)的不飽和化合物，亞氨基是一種活潑的電活性基團，可以在不很負的電位下還原，產(chǎn)生良好極譜波。有機化合物的間接極譜分析第五章有機化合物的伏安分析3537此法適用于脂肪族飽和醛和酮類化合物的分析。此類化合物雖然具有電活性，但較難還原，特別是飽和酮的半波電位很負，一般負于-2伏，直接測定很不方便。采用間接法使之與胺、肟或肼等聚合反應，成為亞氨基型化合物后進行伏安測定，過量試劑不影響測定。有機化合物的間接極譜分析復習題綱摘要37此法適用于脂肪族飽和醛和酮類化合物的分析。此類化36第五章有機化合物的伏安分析38電化學分析法在有機物質(zhì)分析中的應用已相當廣泛，發(fā)展很快，據(jù)文獻報道，有近20000種有機物可以采用電化學分析測定。在藥物工業(yè)方面，除用于測定主要成分及中間產(chǎn)品外，尚可以用于雜質(zhì)含量特別是藥物在儲存過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)的分析。各種抗生素、維生素、激素、磺胺類等藥物。有機化合物電化學分析的應用領域第五章有機化合物的伏安分析3739在農(nóng)藥化工方面，常用于原料、中間產(chǎn)品、半成品、成品以及廢液的測定。如六六六、DDT、敵百蟲等鹵代化合物，和對硫磷類農(nóng)藥以及植物中的農(nóng)藥殘留量。在高分子化工方面，可以采用電化學方法測定各種單體。如氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈等。有機化合物電化學分析的應用領域復習題綱摘要39在農(nóng)藥化工方面，常用于原料、中間產(chǎn)品、半成品、成38第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40思考題1、電分析化學交叉學科技術(shù)分為哪幾種？2、什么是色譜電分析化學？有何特點？3、光譜電分析化學可以獲得何種信息？4、電化學掃描隧道顯微鏡的工作原理？5、電化學石英晶體微天平提供何種信息？第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40思考題1、電分析化學39第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40-1將電分析化學與其它學科的新技術(shù)有機地結(jié)合，充分發(fā)揮交叉學科的優(yōu)勢，以滿足目前愈來愈高的分析測試要求，按交叉學科的特點分為以下幾種：（1）色譜電分析化學（2）光譜電分析化學（3）電化學掃描隧道顯微鏡（4）電化學石英微天平第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40-1將電分析4041

將高效液相色譜和高效毛細管電泳的高分離能力與高靈敏的電化學分析法相結(jié)合，即色譜電分析化學，是目前多組份復雜樣品的痕量分析的一個重要手段。利用薄層池，微電極，多工作電極，柱前和柱后的衍生化，電極表面的預處理和化學修飾電極等處理手段，使得色譜電分析化學在近20多年來得到迅速的發(fā)展。1、色譜電化學分析復習題綱摘要41將高效液相色譜和高效毛細管電泳的高分離能力與41第六章電化學分析交叉學科技術(shù)42色譜電分析化學按其工作模式，分為以下幾種：（1）HPLC/EC（2）IC/EC（3）HPCE/EC1、色譜電化學分析第六章電化學分析交叉學科技術(shù)42色譜電分析化4243高效液相色譜一般配備紫外-可見等一類的光學檢測器。但對于一些具有電活性的被測物，采用電化學檢測器可以獲得很高的檢測靈敏度。1、HPLC/EC復習題綱摘要43高效液相色譜一般配備紫外-可見等一類的光學檢測器43第六章電化學分析交叉學科技術(shù)44

離子交換色譜法/電化學檢測(IC/EC)的出現(xiàn)為糖類物質(zhì)的分離提供了簡單和高效的手段。糖和多數(shù)氨基酸缺少紫外吸收,不宜直接用紫外或熒光法檢測。用HPLC和GC分析這些物質(zhì)一般需要進行衍生化反應,增加了方法的復雜性和難度。1986年Johnson采用脈沖電化學方法(PED)直接測定糖類物質(zhì),為糖的分析提供了有力支持。目前(IC/EC)已經(jīng)成為糖類化合物分析的首選方法之一,并且逐漸進入氨基酸分析領域。2、IC/EC第六章電化學分析交叉學科技術(shù)44離子交換色譜4445高效毛細管電泳/電化學檢測是近十幾年來得到迅速發(fā)展的一個分離分析研究新領域。它具有靈敏度高，分離速度快，分離效率高，而且取樣體積?。{升級），可獲得大量信息等優(yōu)點。HPCE/EC中電化學檢測方式主要有三種，分別是：（1）電位檢測；（2）電導檢測；（3）安培檢測。3、HPCE/EC復習題綱摘要45高效毛細管電泳/電化學檢測是近十幾年來得到迅速發(fā)45第六章電化學分析交叉學科技術(shù)46方波安培、脈沖安培、化學修飾電極等新方法的不斷引入使分析范圍不斷擴大，包括有機、無機、糖類及大分子的分離和分析，特別是實現(xiàn)多種藥物的手性拆分和測定，為手性藥物的合成、篩選和藥效研究提供了簡便有效的手段。3、HPCE/EC第六章電化學分析交叉學科技術(shù)46方波安培、脈沖4647基于芯片技術(shù)（Chip-based)的毛細管電泳是近年來出現(xiàn)的CE研究熱點。根據(jù)現(xiàn)代微電子和集成技術(shù)，將CE的進樣、分離、檢測等裝置集成到一塊芯片上，實現(xiàn)微型一體化分析系統(tǒng)（m-TAS)。具有十分誘人的應用前景。

3、HPCE/EC復習題綱摘要47基于芯片技術(shù)（Chip-based)的毛細管電泳是47第六章電化學分析交叉學科技術(shù)48

將光譜學與電化學分析相結(jié)合，由此產(chǎn)生的光譜電化學可以為研究電化學過程中的分子構(gòu)象變化與光譜變化從而獲得其它方法無法獲得的數(shù)據(jù)。2、光譜電化學分析第六章電化學分析交叉學科技術(shù)48將光譜學4849

電化學掃描隧道顯微鏡是一種嶄新的、超高分辨的表面分析技術(shù)。在電化學現(xiàn)場產(chǎn)生三維原子級、分子級分辨的圖象，提供表面拓樸信息，能實時地觀察單個原子、分子層的局部結(jié)構(gòu)、缺陷、重構(gòu)、吸附物的形貌和位置等，推動電化學、電化學分析研究等步入原子水平。3、電化學掃描隧道顯微鏡（ECSTM)復習題綱摘要49電化學掃描隧道顯微鏡是一種嶄新的、超高分辨的49第六章電化學分析交叉學科技術(shù)50

將石英晶體微天平（QCM)是一種非常靈敏的質(zhì)量檢測器，檢測靈敏度可達ng級。將QCM與電化學系統(tǒng)相結(jié)合，使其成為電化學石英晶體微天平。它能在電化學反應過程中同時獲得電極上質(zhì)量變化的信息。4、電化學石英晶體微天平（EQCM)第六章電化學分析交叉學科技術(shù)50將石英晶50演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！51電分析化學的發(fā)展歷史課件20040001第一章電分析化學的發(fā)展歷史11、電分析化學是研究什么的一門學科？2、電分析化學的發(fā)展方向有那些？3、推動電分析化學發(fā)展的因素有那些？4、電分析儀器的組成與特征？5、什么是微擾理論？6、電分析儀器的發(fā)展趨勢？思考題第一章電分析化學的發(fā)展歷史532將化學變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學科便是電化學，應用電化學的基本原理和實驗技術(shù)進行分析，就形成了各種電化學分析方法，稱為電化學分析或泛稱為電分析化學。電分析化學經(jīng)歷近兩個世紀的發(fā)展歷程，其方法和理論不斷拓展和完善。電分析化學復習題綱摘要2將化學變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學科便是電化543電化學分析（ElectrochemicalAnalysis，ECA)電化學分析分析方法分析信號電位法電導法極譜法、伏安法電解、庫侖法電動勢電導電流電量

電分析化學是通過測量的分析對象的電位、電流、電導或電量等電化學參數(shù)，求得物質(zhì)含量和物化性質(zhì)的一類儀器分析方法。第一章電分析化學的發(fā)展歷史3電化學分析（ElectrochemicalAnalys554電分析化學的發(fā)展方向極譜、伏安分析電化學分析的發(fā)展方向電位分析電導分析電解、庫侖分析交叉學科復習題綱摘要4電分析化學的發(fā)展方向極譜、伏安電化學分析電位分析電導分析電56推動電分析化學發(fā)展的四個要素：電分析化學5實驗方法儀器技術(shù)基礎理論分析對象推動電分析化學發(fā)展的四個要素：電分析化學5實驗方法儀57推動分析化學發(fā)展的四要素例文獻1：“氨基納米磁球免疫電化學法檢測甲胎蛋白的研究”，分析化學，2005，33（8）：1068-1072”6其中：分析對象：甲胎蛋白基礎理論：電化學分析法和免疫法儀器技術(shù)：伏安法實驗方法或技術(shù)：氨基納米磁球富集科研論文包含要素全部或部分復習題綱摘要推動分析化學發(fā)展的四要素例文獻1：“氨基納米磁球免疫電化學法58電分析儀器的組成和特征7分析對象傳感器信號放大電路數(shù)據(jù)采集和處理結(jié)果輸出電分析儀器的典型組成系統(tǒng)激勵信號電分析化學電分析儀器的組成和特征7分析對象傳感器信號放大電路數(shù)據(jù)采集5911電分析儀器的發(fā)展趨勢

21世紀分析化學的發(fā)展方向?qū)⑹欠律瓦M一步信息智能化的時代。因此，分析儀器的發(fā)展必然也是朝著小型化、仿生化和智能化的方向發(fā)展。分析對象已由原來的簡單體系發(fā)展至復雜體系，復雜體系中的物質(zhì)種類繁多、形態(tài)復雜、性質(zhì)各異、含量極微且相互作用錯綜復雜，既有線性變化，也有第一章電分析化學的發(fā)展歷史11電分析儀器的發(fā)展趨勢21世紀分析化學的發(fā)展6012電分析儀器的發(fā)展趨勢非線性變化，或介于線性和非線性之間的變化。對于這些痕量和超痕量分析物質(zhì)，要對其含量、復雜的結(jié)構(gòu)或形態(tài)、生物活性、及其動態(tài)變化過程進行靈敏的檢測與分辨，這就要求大力發(fā)展與之相適應的分析方法和分析儀器。發(fā)展?jié)M足生命科學、環(huán)境科學、材料科學、食品復習題綱摘要12電分析儀器的發(fā)展趨勢非線性變化，或介于線性和非線性之間的6113電分析儀器的發(fā)展趨勢安全，太空探索，重大突發(fā)事件的預報等要求的高靈敏、高選擇性、在線、原位、高通量、遙感遙測技術(shù)的分析檢測技術(shù)和儀器。在分析儀器的研究中，既要開發(fā)高性能、多功能、集成化的儀器，又要開發(fā)小型化、微型化、便攜式的儀器，還要研究相應的計算機軟件。電分析化學13電分析儀器的發(fā)展趨勢安全，太空探索，重大突發(fā)事件的預報等62141、陰極、陽極；正極、負極；極化、去極化電極；三電極系統(tǒng)；微電極的概念？電極材料有哪些？2、什么是化學修飾電極？3、化學修飾電極的制備方法有哪些？4、化學修飾電極的優(yōu)點以及目前需要解決的關(guān)鍵問題是什么？思考題第二章電極與化學修飾電極141、陰極、陽極；正極、負極；極化、去極化電極；三電極系6315化學修飾電極是通過化學修飾的方法在電極表面進行分子設計，將具有優(yōu)良化學性質(zhì)的分子、離子、聚合物固定在電極表面，造成某種微結(jié)構(gòu)，賦予電極某種特定的化學和電化學性質(zhì)，以便高選擇性地進行所期望的反應，在提高選擇性和靈敏度方面具有獨特的優(yōu)越性。化學修飾電極復習題綱摘要15化學修飾電極是通過化學修飾的方法在電極表面進6416利用化學修飾電極表面上的微結(jié)構(gòu)所提供的多種能利用的勢場，使待測物進行有效的分離富集，并借控制電極電位，進一步提高選擇性，同時把測定方法的靈敏性和修飾劑化學反應的選擇性相結(jié)合，成為分離、富集和選擇性三者合而為一的理想體系?；瘜W修飾電極電分析化學16利用化學修飾電極表面上的微結(jié)構(gòu)所提供的多種能6517在有關(guān)化學修飾電極的制備己有多篇綜述，常用的修飾方法有:共價鍵合法，吸附法，聚合物薄膜法，組合法及其他一些方法?；瘜W修飾電極的制備復習題綱摘要17在有關(guān)化學修飾電極的制備己有多篇綜述，常用的6618化學修飾電極的應用綜上所述，化學修飾電極應用于分析前景廣闊，無論是無機物、有機物，還是生物樣品的測定，化學修飾電極將發(fā)揮越來越大的作用。人們可以根據(jù)需要，研制出各種高選擇性、高靈敏度的修飾電極，測定在常規(guī)電極上無響應的某些分子。研制使用壽命長，穩(wěn)定性好的化學修飾電極已成為電分析化學研究中的前沿課題。電分析化學18化學修飾電極的應用綜上所述，化學修飾電極應用于分析前景6719思考題1

循環(huán)伏安法與其它伏安法的區(qū)別？如何應用循環(huán)伏安法判別可逆、準可逆和不可逆電極過程？以及耦合了化學反應的電極過程？對于簡單可逆電極過程，其循環(huán)伏安圖中的陰極、陽極峰電位與標準電極電位之間的關(guān)系，峰電流與掃描速度的關(guān)系？第三章循環(huán)伏安法19思考題1循環(huán)伏安法與其它伏安法的區(qū)別？第三章6820

循環(huán)伏安法是最重要的電分析化學研究方法之一。在電化學、無機化學、有機化學、生物化學等研究領域有著廣泛的應用。目前文獻中報道采用循環(huán)伏安法實驗用來觀察物質(zhì)在電極上的氧化和還原反應，氧化和還原的價態(tài)，電極反應的可逆性等，它主要不是用于定量分析而主要是用于電極反應的機理的研究。循環(huán)伏安法（CycleVoltammetry,CV）復習題綱摘要20循環(huán)伏安法是最重要的電分析化學研究方法之一。6921循環(huán)伏安法是以線性掃描伏安法的電位掃描到頭后，再回過頭來掃描到原來的起始電位值，所得的電流-電壓曲線為基礎的分析方法。其電位與掃描時間的關(guān)系?；驹淼谌卵h(huán)伏安法21循環(huán)伏安法是以線性掃描伏安法的電位掃描到頭后，7022由圖可知，掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描（電壓上升部分）為電活性組分在電極上被還原的陰極過程，則后半部掃描（電壓下降部分）為還原產(chǎn)物重新被氧化的陽極過程。因此，一次三角波掃描完成一個還原過程和氧化過程的循環(huán)，故稱為循環(huán)伏安法?；驹韽土曨}綱摘要22由圖可知，掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描7123以上討論的是電極過程完全可逆的情況。對于其它的情況，根據(jù)陰極、陽極峰的峰電流和峰電位的關(guān)系又可以區(qū)分為準可逆和完全不可逆電極過程。對于完全不可逆電極過程，循環(huán)伏安曲線圖中，只有陰極或陽極峰電流，上下兩支曲線是完全不對稱的。介于兩者之間的，稱之為準可逆?；驹淼谌卵h(huán)伏安法23以上討論的是電極過程完全可逆的情況。對于其它7224循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應的電極過程當電極過程中伴隨著平行催化化學反應時，電極表面的電活性物質(zhì)Ox被還原為Re后，在電極表面Re又很快與溶液中共存的氧化劑Z反應，重新被氧化為Ox，而Ox又在電極上還原為Re，形成催化循環(huán)。一般溶液中Z過量，反應中Z的濃度可視為不變。這時的循環(huán)伏安曲線將根據(jù)催化反應的速率常數(shù)而呈現(xiàn)不同的形狀。復習題綱摘要24循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應7325循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應的電極過程當電極過程中伴隨著平行催化化學反應時，第三章循環(huán)伏安法25循環(huán)伏安法的應用4、耦合平行（催化）化學反應74第四章溶出伏安法26思考題1、各種溶出伏安法的基本原理如何？其靈敏度高的原因何在？2、以陽極溶出伏安法為例，說明影響溶出電流靈敏度的因素有那些？3、陽極溶出伏安法中常用的工作電極有那些？何為同位鍍汞？第四章溶出伏安法7527

溶出伏安法是一種高靈敏的電分析方法。其分析過程可分為兩個步驟：1、富集步驟，一般是通過電解或吸附作用使被測物質(zhì)富集在電極表面；2、電化學溶出步驟，即通過電位掃描使已經(jīng)富集在電極表面的被測物質(zhì)發(fā)生氧化或還原反應，記錄這時的i-E曲線，據(jù)此進行定量測定。溶出伏安法（StrippingVoltammetry）復習題綱摘要27溶出伏安法是一種高靈敏的電分析方法。其分析過7628

由于經(jīng)過富集步驟，被測物質(zhì)由極稀的試液中富集到微小體積的電極或表面，富集倍數(shù)可以達到1000以上，因此即使被測物質(zhì)的濃度很低也可以獲得較大的Faraday電流信號。溶出伏安法比普通極譜的靈敏度大大提高，其檢測范圍在10-6～10-11mol/L，檢測限甚至可低至10-12mol/L，是痕量分析的有效手段。溶出伏安法（StrippingVoltammetry）電分析化學28由于經(jīng)過富集步驟，被測物質(zhì)由極稀的試液中富集7729

從溶出過程的電學性質(zhì)來區(qū)分，可把溶出伏安法分為三大類：1、陽極溶出伏安法2、陰極溶出伏安法

3、吸附伏安法溶出伏安法（StrippingVoltammetry）復習題綱摘要29從溶出過程的電學性質(zhì)來區(qū)分，可把溶出伏安法分7831工作電極：由于汞電極具有很多分析方面的優(yōu)點，因此溶出伏安法的工作電極大多數(shù)情況下都采用面積固定的汞電極。汞電極的形式有多種，常見的有懸汞電極、厚汞膜電極（如鉑基鍍銀沾汞球形電極）、薄汞膜電極（如石墨電極上預鍍汞膜電極、玻碳電極同位鍍汞等）。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）電分析化學31工作電極：由于汞電極具有很多分析方面的優(yōu)點，因此溶出伏安7930影響溶出電流的影響因素：從溶出電流的公式可以看出，影響溶出電流的因素是很多的。下面將分別討論電積電位、電積時間、攪拌速度、電位掃描速度、表面活性物質(zhì)和氧的干擾、電解質(zhì)底液組成等因素的關(guān)系。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）復習題綱摘要30影響溶出電流的影響因素：陽極溶出伏安法（AnodeS8031工作電極：除了上述的汞電極之外，還可使用一些面積固定的非汞電極。它們有：Au，Ag，Pt，C和Bi等。測定Ag，Au，和Hg時就要用到非汞電極。Ag在Pt電極上溶出可以獲得很高的靈敏度。Ni從固體Pt電極上溶出到硫氰酸鹽溶液中，可測定低至PPb-PPt級的Ni。陽極溶出伏安法（AnodeStrippingVoltammetry）第四章溶出伏安法31工作電極：除了上述的汞電極之外，還可使用一些面積固定的非8132思考題1、有機化合物的伏安分析通常有什么特點？2、有機化合物分子具有電活性的基團有那些？3、如果有機化合物不具備電活性，有什么辦法可令它們能進行伏安分析？4、如何根據(jù)有機物的分子結(jié)構(gòu)來預測它的伏安特性？第五章有機化合物的伏安分析32思考題1、有機化合物的伏安分析通常有什么特點？第五章8233

有機化合物的伏安分析的基本原理與無機化合物的伏安分析基本相同。但還有特殊之處。1、大多數(shù)有機物的電極過程不可逆。2、有機電活性物質(zhì)及其電極反應的產(chǎn)物，一般均為不帶電荷的中性分子。3、電極反應的電子數(shù)一般為偶數(shù)。有機化合物的伏安性質(zhì)復習題綱摘要33有機化合物的伏安分析的基本原理與無機化合物的83第五章有機化合物的伏安分析344、在有機物的電極反應中，一般均有氫離子參與，其半波電位，伏安波形都與底液的組成和pH值有關(guān)。所以常需用緩沖液作為底液。5、有許多有機化合物不溶于水，要在非水介質(zhì)中進行伏安測定。常用的有機溶劑為：醇類，二氧六環(huán)，溶纖劑，乙碃,二甲酰胺，冰醋酸等。此外，還需加入無機或有機鹽作支持電解質(zhì)。有機化合物的伏安性質(zhì)第五章有機化合物的伏安分析8435按功能團分類結(jié)構(gòu)式不飽和烴C=C,C≡C鹵代化合物R-X,X=F,Cl,Br,I羰基化合物C=O不飽和有機酸C=C-COOH含氮化合物N=N,C=N,-NO2含硫化合物-S-S-,-SH復習題綱摘要35按功能團分類結(jié)構(gòu)式不飽和烴C=C,C≡C鹵代化合物R-85第五章有機化合物的伏安分析36在間接電化學測定方法中常采用的化學反應有：（1）硝化反應：使被測物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀钚缘南趸衔?，適用于芳香烴及其衍生物。常用的硝化基有硝酸和亞硝酸等。（2）聚合反應：通過聚合反應，使被測物質(zhì)成為具有亞氨基（-C=N-)的不飽和化合物，亞氨基是一種活潑的電活性基團，可以在不很負的電位下還原，產(chǎn)生良好極譜波。有機化合物的間接極譜分析第五章有機化合物的伏安分析8637此法適用于脂肪族飽和醛和酮類化合物的分析。此類化合物雖然具有電活性，但較難還原，特別是飽和酮的半波電位很負，一般負于-2伏，直接測定很不方便。采用間接法使之與胺、肟或肼等聚合反應，成為亞氨基型化合物后進行伏安測定，過量試劑不影響測定。有機化合物的間接極譜分析復習題綱摘要37此法適用于脂肪族飽和醛和酮類化合物的分析。此類化87第五章有機化合物的伏安分析38電化學分析法在有機物質(zhì)分析中的應用已相當廣泛，發(fā)展很快，據(jù)文獻報道，有近20000種有機物可以采用電化學分析測定。在藥物工業(yè)方面，除用于測定主要成分及中間產(chǎn)品外，尚可以用于雜質(zhì)含量特別是藥物在儲存過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)的分析。各種抗生素、維生素、激素、磺胺類等藥物。有機化合物電化學分析的應用領域第五章有機化合物的伏安分析8839在農(nóng)藥化工方面，常用于原料、中間產(chǎn)品、半成品、成品以及廢液的測定。如六六六、DDT、敵百蟲等鹵代化合物，和對硫磷類農(nóng)藥以及植物中的農(nóng)藥殘留量。在高分子化工方面，可以采用電化學方法測定各種單體。如氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈等。有機化合物電化學分析的應用領域復習題綱摘要39在農(nóng)藥化工方面，常用于原料、中間產(chǎn)品、半成品、成89第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40思考題1、電分析化學交叉學科技術(shù)分為哪幾種？2、什么是色譜電分析化學？有何特點？3、光譜電分析化學可以獲得何種信息？4、電化學掃描隧道顯微鏡的工作原理？5、電化學石英晶體微天平提供何種信息？第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40思考題1、電分析化學90第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40-1將電分析化學與其它學科的新技術(shù)有機地結(jié)合，充分發(fā)揮交叉學科的優(yōu)勢，以滿足目前愈來愈高的分析測試要求，按交叉學科的特點分為以下幾種：（1）色譜電分析化學（2）光譜電分析化學（3）電化學掃描隧道顯微鏡（4）電化學石英微天平第六章電化學分析交叉學科技術(shù)40-1將電分析9