电化学分析技术概论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、现 代 物 理 实 验电化学分析 技术第1页研究电能和化学能相互转换科学。什麽是电化学?电和化学反应相互作用可经过电池来完成,因而电化学往往专指“电池科学”。第2页电池由两个电极和电极之间电解质构成,因而电化学研究内容应包括两个方面:一是电解质研究,即电解质学,其中包括电解质导电性质、离子传输性质、参与反应离子平衡性质等,其中电解质溶液物理化学研究常称作电解质溶液理论;其次是电极研究,即电极学,其中包括电极平衡性质和通电后极化性质,也就是电极和电解质界面上电化学行为。第3页说明电和化学反应物质间相互作用定量关系定律。法拉第电解定律 当电流经过电解质溶液时,在电极(即相界面)上发生化学改变物质B
2、物质量与通入电量成正比。若几个电解池串联通入一 定电量后,各个电极上发生化学改变物质B物质量相同。能斯特方程 定量描述离子ri在A、B两体系间形成扩散电位方程表示式。电化学基本理化学基本理论第4页电化学分析法 依据电化学基本原理和试验技术,利用物质电学及电化学性质对物质进行定性和定量分析方法。第5页电化学分析法分类测量方式不一样,三种分类:依据待测试液浓度与某一电参数之间关系求得分析结果。电导分析、电位分析、离子选择性电极分析、库仑分析、伏安分析、极谱分析等经过测量某一电参数突变来指示滴定分析终点方法。又称电滴定分析法。电导滴定、电位滴定、电流滴定等经过电极反应,将待测组分转入第二相,然后再用
3、重量法或滴定法进行分析。电解分析法 全部电化学性质均发生于化学电池中第6页基础知识(一)进行电化学反应场所 实现电能和化学能相互转化装置组成 把两支金属导体(相同或不一样)作为电极放入适当电解质中(电解质通常为液体溶液,能够是一个,能够是两种彼此不混溶而又能相互接触不一样液体)。分类工作方式:原电池 电解电池 电导池第7页原电池电导池电解电池化学电池中反应是自发进行,化学能转化能电能不考虑化学电池中反应,只研究电解质溶液导电特征由外电源提供反应时能量,将外电源电能转化为化学能三种电池都有应用第8页第9页电极分类 按作用分类 工作电极 主体浓度有显著改变体系 指示电极 主体浓度不发生显著改变体系
4、 参比电极 电极电位与被测物无关、电位比较稳定,为测量电位提供参考 辅助电极 为测量或控制工作电极电位,组成三电极系统,使体系中参比电极电位保持稳定 对电极第10页组成体系作用机理 金属基电极 膜电极分分类类第11页金属基电极共同点:电极上有电子交换反应,即存在氧化还原反应 第一类电极(活性金属电极)M|Mn+组成体系,电极电位反应溶液中该金属离子活度Mn+ne-M 银、铜、镉、汞、铅、锌等 第二类电极(金属难溶盐电极)金属及其难溶盐(或配离子)组成电极体系,间接反应与该金属离子声称难溶盐(或配离子)阴离子活度。第三类电极 由金属与该金属离子和另一个金属离子含有共同阴离子两种难溶盐或配离子组成
5、电极体系 零类电极 采取惰性金属作为电极,电极本身不参加电极反应,仅作为氧化态和还原态物质传递电子场所,同时起到传导电流作用。第12页甘汞电极甘汞电极是由金属汞和Hg2Cl2及KCl溶液组成电极。饱和甘汞电极(SCE)电势,其值为0.2415V。第二类电极(金属难溶盐电极)第13页膜电极特点.在电极上不发生电子交换;.依靠电极敏感膜内外特定离子活度不一样所产生膜电位来指示试液中待定离子活度第14页膜电极基本结构一个电化学传感器它电极电位与溶液中给定离子活度对数呈线性关系.第15页各类电化学分析法介绍以待测溶液为电解液测量量:原电池电动势测量目标:待测物质活度(或浓度)理论依据电动势与溶液中某种
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