仪器分析 电位分析基本原理 电化学分析法基础.docVIP

《仪器分析》 电化学分析法基础 一、定义 利用物质在溶液中的电学或电化学性质来进行分析的方法，称为电化学分析法。通常使待测液构成一个化学电池来测定。 二、电极电位和电动势 1．电池 化学电池：化学能和电能相互转化的装置 原电池：自发地将其内部的化学反应所产生的能量转化为电能的化学电池。 电解池：电化学反应的能量由外电源供给的化学电池 （1）电极电位的产生 两种导体接触时，其界面的两种物质可以是固体-固体，固体-液体及液体-液体。因两相中的化学组成不同，故将在界面处发生物质迁移。若进行迁移的物质带有电荷，则在两相之间产生一个电位差。如锌电极浸入ZnSO4溶液中，铜电极浸入CuSO4溶液中。 原电池的组成及产生电流的原理 ②原电池的表示方法 IUPAC规定：ⅰ）用“‖”代表盐桥； ⅱ）负极写左，正极写右； ⅲ）用“∣”表示相界面； ⅳ）标明物态（ S、l、g）和组成（浓度T、压力P）。 按上述规定Cu-Zn电池可表示为 Zn(s) ∣ ZnSO4(а1)‖‖CuSO4(а2) ∣Cu(s) 因为任何金属晶体中都含有金属离子自由电子，一方面金属表面的一些原子，有一种把电子留在金属电极上，而自身以离子形式进入溶液的倾向，金属越活泼，溶液越稀，这种倾向越大；另一方面，电解质溶液中的金属离子又有一种从金属表面获得电子而沉积在金属表面的倾向，金属越不活波，溶液浓度越大，这种倾向也越大。这两种倾向同时进行着，并达到暂时的平衡： M=Mn+ + ne 若金属失去电子的倾向大于获得电子的倾向，达到平衡时将是金属离子进入溶液，使电极上带负电，电极附近的溶液带正电；反之，若金属失去电子的倾向小于获得电子的倾向，结果是电极带正电而其附近溶液带负电。 因此，在金属于电解质溶液界面形成一种扩散层，亦即在两相之间产生了一个电位差，这种电位差就是电极电位。实验表明：金属的电极电位大小与金属本身的活泼性，金属离子在溶液中的浓度，以及温度等因素有关。 铜与CuSO4界面所产生的电极电位小于锌与ZnSO4界面 所产生的电极电位。 Zn2+(Cu2+) 浓度越大，则平衡时电极电位也越大。