第七章电化学导论要点分析.ppt

25℃时甘汞电极电位 vs.NHE 0.1molCE NCE SCE * * 第七章 电分析化学导论 第一节　电分析化学方法分类 第二节　化学电池 第四节　电极的种类 第三节　电极电位与液体接界电位 (Electroanalytical Chemistry ) 本章导学：学习要求 学习方法建议 学习要求 　　了解电化学分析法的分类及依据；掌握原电池与电解池的原理及两者的区别和电池的表示方法；了解电极电位与液体接界电位的概念；了解电极的种类以响应机理。 学习方法建议 　　电分析化学是研究电能和化学能相互转换的科学，本章主要介绍原电池、电解池、电极的极化及电化学分析的一些基本知识，为后继续课程的学习奠定基础。本章内容可利用网络资源提供的动画演示电解池的基本组成与电解过程。在具备无机化学和物理化学知识的基础上，部分内容教师先提出问题，通过学生自学回答问题完成。 第一节　电分析化学法的分类 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来测 定物质组分含量的方法。 分类 （1）活（浓）度c－电参数 电参数可以是电导、电位、电流、电量等 它包括：电导、电位、极谱、库仑分析法 （2）电参数的突变－指示滴定分析终点的方法。　包括电导滴定、电位滴定、电流滴定等 （3）电极反应将待测物转变为金属或其它形式的氧化　　 物，然后用重量法测定含量的方法。 包括：电解分析法 定义 特点 准确度高 　库仑分析、电解分析有较高的准确性，甚至可测定原子量。 灵敏度高：电位分析的检出限可达10-7 mol. L-1 仪器设备简单、操作方便、价格便宜。 选择性相对较差（除离子选择性电极和极谱分析） P124 表8-1 ①能进行价态及形态分析：测量的是元素或化合物的某一种价态：如溶液中Ce(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)各自含量 与其它仪器方法相比，电化学方法有其特定的长处 ② 电化学方法测定的是待测物的活度(α)而不是浓度； ③ 能研究电子传递过程，尤其是生物体内。 ④ 如生理研究中，关心的是Ca2+, K+活度而不是 浓度，植物对各种金属离子吸收与活度有关。 除极谱分析法外，一般用作定量分析。 （1）袖珍微型化：仪器袖珍化，电极微型化。 （2）生命过程的模拟研究：生命过程的氧化还原反应类似电极上的氧化还原，用电极膜上反应模拟生命过程，可深化认识生命过程。 （3）活体现场检测：（无损伤分析 ）。 前沿 第二节　化学电池 基本概念 1、定义：化学能与电能互相转换的装置。 2、组成化学电池的条件： (1)?电极之间以导线相联； (2) 电解质溶液间以一定方式保持接 触使离子从一方迁移到另一方； (3) 发生电极反应或电极上发生电子转移。 原电池、电解池 A? 液接电池：两电极共同一种溶液。 B 非液接电池：两电极分别与不同溶液接触。 按电解质的接触方式不同 按能量转换方式 原电池(Galvanic or voltaic cell)：化学能－电能 电解池(Electrolytic cell)：电能－化学能 3、电池的构成及分类： 　　两组金属－溶液体系（称为电极）构成。 A 液接电池 y 阳极 阴极 B?非液接电池 检流计 电源 阳极 阴极 原电池 氧化反应 还原反应 还原反应 氧化反应 电极反应 阳极 (电源正极) 阴极 (电源负极) 正极 (电子流入) 负极 (电子流出) 电极名称 由阳极→阴极 由负极→正极 电子流动方向 电解池 表8-2 原电池与电解池的对比 4、电池表达式（IUPAC规定127页） 正、负极和阴、阳极的区分（正、负极是物理学上的分类，阴阳极是化学上常用的称呼） 　　电池电动势: 　E = ?c －?a= ?右 － ?左 当 E0，为原电池； E0为电解池。 电位高的为正极，电位低的为负极； 发生氧化反应的为阳极(Anode） 　发生还原反应的为阴极Cathode)。 　Zn|ZnSO4(a1)||CuSO4(a2)|Cu 例如原电池： 第三节　电极电位与液体接界电位 一、电极电位 二、液体接界电位（难于测量） 三、极化和过电位 电极电位的产生 电极电位的测定 液体接界电位产生 液体接界电位消除 浓差极化 电化学极化 过电位 一、电极电位 产生 金属和溶液化学势不同—电子转移—金属与溶 液荷不同电荷—双电层—电位差—产生电极电位。 电极和溶液的相界面电位差。 相间离子迁移产生电位差示意图 （固-液两相接触的瞬间） 以Zn电极为例 － － － － － － － － + ++ +++ +++++ +++++++ 溶液 Zn电极 Zn　　　　Zn2+ +2e- 氧化 还原 一、电极电位 测定 标准氢电极NHE 规定： 在任