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* 电化学分析导论 电化学分析导论 电化学分析导论 电化学分析导论 第2章 电化学分析法导论 ( Introduction to electrochemical analysis ) 一、电化学分析方法分类 二、化学电池和电极电位 三、电极的极化和超电位 电化学分析法 定义 它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 利用物质的电学、电化学性质及其变化，通过电极把被测物质的组成及含量转化成一种电参量来进行表征和测量的方法。 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。 电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。 电位、电解、库仑、极谱、伏安分析等。 电化学分析方法分类 习惯按测量的电学参数分类电化学分析方法主要有下面几类： (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势； (3)电解(电重量)分析法： 测量电解过程电极上析出物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。 电化学分析特点 （1）仪器装置较为简单，小型化、价格便宜，适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 （2）灵敏度、准确度高，选择性好 最低量可以达到10-12 mol/L数量级。 （3）可测定组分含量的范围宽。从痕量到常量都可分析。 （4）应用广泛。无机离子的分析、药物分析、生物分析、活体分析、在线分析、化学平衡常数的测定及化学反应机理的研究。 化学电池( eletrochemical cell ) 1、基本概念： 电极：将金属放入对应的溶液后所组成的系统。 化学电池：由两支电极构成的系统，化学能与电能的转换装置。 化学电池构成: 每个电化学电池都含有两个电极，两个电极必须插在适当的电解质溶液中，这是构成电化学电池的两个必要条件。 一支电极与它接触的溶液构成一个半电池，两个半电池组成一个化学电池． 化学电池根据电解质的接触方式不同，可分为液接电池和无液接电池。 无液接电化学电池： 两个电极浸入同一电解质溶液。 液接电化学电池 两个电极分别浸入不同的电解质溶液，界面用离子可透过的隔膜分开，或用盐桥连接。 原电池：化学能转换为电能。 电解电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 原电池： (-) Zn ︱Zn2+(1mol/L)‖ Cu2+(1mol/L)︱Cu（+） 电极反应 阳极（-）Zn极 Zn – 2e Zn2+ （氧化反应） 阴极（+）Cu极 Cu2+ + 2e Cu （还原反应） 电池反应 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu （氧化还原反应） 阳极：发生氧化反应的电极(负极) 阴极：发生还原反应(正极) 电解池：电极反应——外加电压 （阳）Ag ︱Ag+(1mol/L)‖ Cu2+(1mol/L)︱Cu （阴） （阴极）Cu极 Cu2+ + 2e Cu （还原反应） （阳极）Ag极 Ag - e Ag+ （氧化反应） 电池反应 Cu2+ + 2Ag Cu + 2Ag+ (被动氧化还原反应） 阳极：发生氧化反应的电极(正极) 阴极：发生还原反应的电极(负极) 阳极=正极 阴极=负极 电池的表示式规定： 阳极(发生氧化反应）写左边， 阴极(发生还原反应）写右边； E电池 = φ右 – φ左 (2) 用竖线“︱”表示接界面，以“||”代表盐桥或多孔隔膜，两边各为原电池的一个半电极； (3)写出电极的化学组成和物态、活度。 电极电位 electrode potential 电极和溶液界面进行的反应称为