8.2电极的构造和原理（课件）- 《分析化学》同步教学（暨南大学版）

第八章 电位法和永停滴定法 第一节 电化学分析法概述 第二节 电位法的基本原理 第三节 直接电位法 第四节 电位滴定法 第五节 永停滴定法 第一节 电化学分析概述 什么是电化学分析 ? 定义: 应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电化学分析或电分析化学。 电化学分析法的重要特征: 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、确定参与反应的化学物质的量。 依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:如电位分析法、电导分析法； 依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。 电化学分析法的特点: 灵敏度、准确度高，选择性好，应用广泛。 被测物质的最低量可以达到10-12 mol/L数量级。 电化学仪器装置较为简单，操作方便,尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 传统电化学分析：无机离子的分析； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 应用于活体分析。 电化学分析法的类别 1.电位分析法：以测量电池电动势为基础的分析方法。 (1)直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物质的活度有关。 (2)电位滴定: 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。 研制各种高灵敏度、高选择性的电极是电位分析法最活跃的研究领域之一。 溶液电动势  电极 能斯特方程  物质的含量 浓度变化电极滴定曲线计量点 2.电解与库仑分析法 电解分析: 根据电解原理而建立的分析方法，在恒电流或控制电位的条件下，被测物在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。 (1)电重量分析法: 电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。 (2)库仑分析法: 依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量来确定电极上析出的物质量。 (3)电流滴定或库仑滴定： 在恒电流下，电解产生的滴定剂与被测物作用。 3.极谱法与伏安分析：研究电解过程中电流和电位变化的曲线（伏安曲线）为基础的一类电化学分析方法。 伏安分析：通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法的总称。 极谱法：使用滴汞电极的一种特殊的伏安分析法。 4. 电导分析法 普通电导法：高纯水质测定，弱酸测定。 高频电导法：电极不与试样接触。 第二节 电化学分析的基本方法 1.化学电池与电化学分析装置 化学电池：原电池和电解电池。 电化学基本装置：两支电极、电源、放大与显示记录装置 化学电池： 一种电化学反应器，由两个电极插入适当电解质溶液中组成 化学电池的分类： (1) 原电池：将化学能转化为电能的装置（自发进行） 应用：直接电位法，电位滴定法 (2) 电解池：将电能转化为化学能的装置（非自发进行） 应用：永停滴定法 原电池的表示形式 (1) 溶液注明活度 (2) 用︱表示电池组成的每个接界面 (3) 用‖表示盐桥，表明具有两个接界面 (4) 发生氧化反应的一极写在左；发生还原反应 的一极写在右 (5) 发生氧化反应的电极称为阳极；发生还原反应的电极称阴极 (6) 电位（电势）较高的电极为正极；电位较低的为负极 原电池： (-) Zn ︱Zn2+(1mol/L)‖ Cu2+(1mol/L)︱Cu (+) Daniel 电池——铜锌电池结构 (1) 原电池图解表达式： (-) Zn ︱Zn2+(1mol/L)‖ Cu2+(1mol/L)︱Cu (+) 电池反应 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu （氧化还原反应） 电极反应 （-）Zn极 Zn – 2e Zn2+ （氧化反应、阳极、负极） （+）Cu极 Cu2+ + 2e Cu （还原反应、阴极、正极） 液体接界电位： 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。 液体接界电位产生的原因： 各种离子具有不同的迁移速率而引起。 （动画）：液接电位的产生 盐桥的组成和特点： 高浓度电解质溶液 K+和Cl-正负离子迁移速度差不多 * 盐桥的作用： 1）防止两种电解质溶液 混和，消除液接电位， 确保准确测定 2）提供离子迁移通道 （传递电子） 实际的液接电位是难以准确计算和单独测量的。因此，在实验中常用