分析化學(xué)：4.1 電化學(xué)分析法概述

第四章

電化學(xué)分析法

第一節(jié)電化學(xué)分析法概述4.1.1概述4.1.2電化學(xué)分析法的分類4.1.3電化學(xué)分析的基本原理

本章教學(xué)基本要求

了解各種電化學(xué)分析方法的基本原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用價(jià)值，各類電極的原理、結(jié)構(gòu)。熟悉電化學(xué)分析法的分類。掌握各種離子選擇性電極的特性、結(jié)構(gòu)及測(cè)定原理、離子選擇性電極的選擇性系數(shù)的意義和作用。掌握電位分析法的基本原理，直接電位法的相關(guān)計(jì)算；掌握電位滴定終點(diǎn)的確定方法及相關(guān)計(jì)算。4.1.1概述什么是電化學(xué)分析?定義：應(yīng)用電化學(xué)的基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，依據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來(lái)測(cè)定物質(zhì)組成及含量的分析方法稱之為電化學(xué)分析或電分析化學(xué)。

電化學(xué)分析法的重要特征:

直接通過(guò)測(cè)定電流、電位、電導(dǎo)、電量等物理量，在溶液中有電流或無(wú)電流流動(dòng)的情況下，來(lái)研究、確定參與反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的量。依據(jù)測(cè)定電參數(shù)：電位分析法、電導(dǎo)分析法等；依據(jù)應(yīng)用方式不同可分為：直接法和間接法。電化學(xué)分析法的特點(diǎn):

靈敏度、準(zhǔn)確度高，選擇性好，應(yīng)用廣泛。被測(cè)物質(zhì)的最低量可以達(dá)到10-12mol·L-1數(shù)量級(jí)。電化學(xué)儀器裝置較為簡(jiǎn)單，操作方便，尤其適合于化工生產(chǎn)中的自動(dòng)控制和在線分析。傳統(tǒng)電化學(xué)分析：無(wú)機(jī)離子的分析；測(cè)定有機(jī)化合物也日益廣泛；有機(jī)電化學(xué)分析；電化學(xué)分析在藥物分析中也有較多應(yīng)用。應(yīng)用于活體分析。4.1.2電化學(xué)分析法的分類1.電位分析法直接電位法：電極電位與溶液中電活性物質(zhì)的活度有關(guān)。電位滴定：用電位測(cè)量裝置指示滴定分析過(guò)程中被測(cè)組分的濃度變化。

研制各種高靈敏度、高選擇性的電極是電位分析法最活躍的研究領(lǐng)域之一。溶液電動(dòng)勢(shì)

電極

能斯特方程

物質(zhì)的含量濃度變化

電極

滴定曲線

計(jì)量點(diǎn)2.電解與庫(kù)侖分析法電解分析:

在恒電流或控制電位的條件下，被測(cè)物在電極上析出，實(shí)現(xiàn)定量分離測(cè)定目的的方法。電重量分析法:

電解過(guò)程中在陰極上析出的物質(zhì)量通?？梢杂梅Q重的方法來(lái)確定。庫(kù)侖分析法:依據(jù)法拉第電解定律，由電解過(guò)程中電極上通過(guò)的電量來(lái)確定電極上析出的物質(zhì)量。電流滴定或庫(kù)侖滴定：

在恒電流下，電解產(chǎn)生的滴定劑與被測(cè)物作用。3.極譜法與伏安分析

伏安分析：通過(guò)測(cè)定特殊條件下的電流—電壓曲線來(lái)分析電解質(zhì)的組成和含量的一類分析方法的總稱。

極譜法：使用滴汞電極的一種特殊的伏安分析法。

4.電導(dǎo)分析法

普通電導(dǎo)法：高純水質(zhì)測(cè)定，弱酸測(cè)定。

高頻電導(dǎo)法：電極不與試樣接觸。

4.1.3電化學(xué)分析的基本原理1.化學(xué)電池與電化學(xué)分析裝置

化學(xué)電池：原電池和電解電池。電化學(xué)基本裝置：兩支電極、電源、放大與顯示記錄裝置。2.電化學(xué)分析的基本原理兩大類電化學(xué)分析方法：a.無(wú)電極反應(yīng)：電導(dǎo)，電泳分析法等。使用惰性鉑電極。b.電極上有氧化還原反應(yīng)發(fā)生：庫(kù)侖分析及伏安分析。電位分析原理：

E=E+-E-+EL電位測(cè)量：

E外=E測(cè)：外電位隨兩支電極間電位變化。

I=0

：測(cè)定過(guò)程中并沒(méi)有電流流過(guò)電極。參比電極：電極電位不隨測(cè)定溶液和濃度變化。指示電極：電極電位則隨測(cè)量溶液和濃度不同而變化。由電池電動(dòng)勢(shì)的大小可以確定待測(cè)溶液的活度（常用濃度代替）大小。3.液體接界電位在兩種不同離子的溶液或兩種不同濃度的溶液接觸界面上，存在著微小的電位差，稱之為液體接界電位。液體接界電位產(chǎn)生的原因：各種離子具有不同的遷移速率而引起。（動(dòng)畫）：液接電