8.2电化学基本原理（课件）-《分析化学》同步教学（化学工业出版社）

分析化学 电化学分析法 Gas Chromatography 电化学基本原理 化学电池 电极电位 常用电极 中国药典规定输液、注射液、滴眼液、中药液体制剂的糖浆剂、合剂和露剂等要测定pH值进行质量控制。其次在滴定分析中遇到有色溶液（如食醋）、胶体溶液、混浊溶液或没有合适指示剂指示终点的被测物质（如磺胺类药物）时，采用指示剂确定终点并不可行或误差太大。 学习引导 如何准确测量药物溶液的pH值？如何测定上述用指示剂难以确定终点的被测物质的含量呢？ 学习目标 掌握 熟悉 了解 化学电池、电极电势基本概念；常用的指示电极和参比电极。 电极电位的产生及计算。 电池符号书写。 一、化学电池 定义 化学能与电能相互转换的电化学反应装置。 由一对电极、电解质溶液和外电路三个部分组成。 分类 液接方式 两电极处于同一溶液中所构成的电池。 有液接电池 无液接电池 两电极处于不同的溶液中而以盐桥连接，所构成的电池。 能量转换形式 原电池 电解池 化学能转变为电能的电池 电能转变为化学能的电池 一、化学电池 一、化学电池 石墨 OH- Cl2 铁丝网 H2 Na+ 电解池 Zn 盐桥 Cu ZnSO4 CuSO4 Zn2+ Cu2+ e e 原电池 阳极（负极） 阴极（正极） 饱和KCl或氯化铵 一、化学电池 电池符号 Cu-Zn原电池符号：（-）Zn（s）丨ZnSO4（c1）‖ CuSO4（c2）丨Cu（s）（+） 氯化氢电池符号：（-）Pt丨H2（p1）丨H+（c1）‖ Cl-（c2）丨Cl2（p2）丨Pt（+） 一般把负极写在电池符号表示式左边，正极写在右边； 以化学式表示电池中各物质的组成和状态； 以符号“丨”表示不同物相之间的接界，同一相中的不同物质之间用“，”隔开，用“‖”表示盐桥，连接两个电极反应； 非金属或者气体不导电，需外加惰性导体。 一、化学电池 电池电动势 E = φ右（阴极）- φ左（阳极） 可通过补偿法电位差计或高阻抗电子毫伏计等进行直接测量 二、电极电位 电极电位的产生 紧密层 扩散层 Zn Zn2+ 电解质溶液 φZn2+/Zn 紧密层 扩散层 Cu Cu2+ 电解质溶液 φCu2+/Cu 二、电极电位 标准氢电极 E = φ待测 - φ标准氢电极 φ 待测 = φ 待测 - RT nF α还原态 α氧化态 ln 该电极的标准电极电位，可从手册查到。 二、电极电位 电极电位的计算 E = φ 待测 - - φ标准氢电极 RT nF α还原态 α氧化态 ln 式中R为摩尔气体常数，T为热力学温度，n为电极反应中转移的电子数，F为法拉第常数，α为活度。当离子浓度很小时，可用浓度代替活度。 E = E 待测 + （25℃） 0.0592 n αMn+ lg E 为待测电极相对于标准氢电极（其值为0）的标准电势。 三、常用电极 指示电极 在电化学电池中能及时反映待测离子活度（或浓度）的变化，并产生相应响应信号的电极。 金属基电极 活性金属电极（如Ag丨Ag+电极）、金属-金属难溶盐电极（如Ag丨AgCl丨Cl-电极，阴离子浓度一定时可作参比电极）、惰性金属电极（Pt丨Fe3+，Fe2+电极） 膜电极 是以固体膜或液体膜为传感器，对溶液中的被测离子产生选择性响应，而对其他离子不响应或响应很弱的电极。 三、常用电极 参比电极 银-氯化银电极：由银丝上镀了一层氯化银，浸到一定浓度KCl溶液中所构成，常作为玻璃电极和其他离子选择电极的内参比电极。 名称 0.1mol/LAg-AgCl 电极 标准Ag-AgCl电极 饱和Ag-AgCl电极 KCl浓度（mol/L） 0.1 1 饱和溶液 电极电位（V） +0.2880 +0.2223 +0.1990 三、常用电极 参比电极 在恒温恒压条件下，电极电位不随被测离子活动（或浓度）变化而变化、具有恒定电位值的电极称为参比电极。 常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。 甘汞电极：由金属汞、甘汞（氯化亚汞）和已知浓度的KCl溶液组成。 名称 0.1甘汞电极 标准甘汞电极 饱和甘汞电极 KCl浓度（mol/L） 0.1 1 饱和溶液 电极电位（V） +0.3365 +0.2828 +0.2438 小结 常用电极 指示电极 参比电极 金属基电极 金属-金属难溶盐电极 膜电极（离子选择性电极） 饱和甘汞电极 银-氯化银电极 惰性金属电极 活泼金属电极 谢 谢！ $$