第10章电分析化学引论.ppt

文档介绍：第10章电分析化学引论(An Introduction to Electroanalytical Methods)
定义:指一系列基于组成化学电池中溶液的某种电性质如电流、电位、电量、电导等而建立的分析方法。
特色:
化学测量的是元素或化合物的某一种价态,能进行价态及形态分析,如溶液中Ce(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)各自含量;
电化学方法测定的是待测物的活度(α)而不是浓度. 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;
能研究电子传递过程,尤其是生物体内.
电化学分析法
化学电池
构成电化学电池的两个基本要求:
(1) 两个电极(金属、碳类电极等)由外接导线联接
(2) 电解质溶液
半电池:一支电极和电解质溶液组成的电化学体系。两个半电池构成化学电池

无液体接界电池——两个电极插入同一电解质溶液
有液体接界电池——两个电极插入两个电解质溶液,两溶液间以合适的方式(盐桥等)联接,以保证电荷(通过离子)传递。
化学电池的类型
原电池(Galvanic Cell)
化学能电能
负极正极
阳极阴极
电解池(Electrolytic Cell)
电能化学能
负极正极
阴极阳极
化学能电能
正常工作须满足以下条件:
A)在两个电极及外接导线中,电子作为电荷载体由一个电极到另一个电极电子导电
B)在溶液中,导电由阴、阳离子的迁移进行离子导电
C)在电极表面的金属/溶液界面处有电子跃迁的电极反应发生氧化还原反应
半电池反应将电子与离子两个通道结合起来的氧化还原反应
化学可逆电池:在两个电极上加上相反电压,电池即可产生逆转反应的体系
化学电池
阴极(Cathode) :发生还原反应
阳极(Anode) :发生氧化反应
正极:外电路中电子流入的电极
负极:外电路中电子流出的电极
电池表示式:
(-) Zn│ZnSO4(ɑ1)‖CuSO4(ɑ2)│Cu(+)
以表示金属和溶液的两相界面,以表示盐桥。习惯将阳极写在左边,阴极写在右边。
无液接电池
Pt│H2(P=1atm)│H+(),Cl-(),AgCl(饱和)│Ag
2AgCl(s) + H2 (g) 2Ag(s) + 2H+ + 2Cl-
Ag
Cathode
Anode
一些典型的阳极反应(氧化反应)
在惰性电极上发生:
Fe2+ Fe3++ e
2Cl- Cl2(g)+ 2e
Zn Zn2+ + 2e
典型的阴极反应(还原反应)
Cu2+ + 2e Cu(s)
Fe3+ + e Fe2+
2H+ + 2e H2(g)
O2 + 4H+ + 4e 2H2O
AgCl(s) + e Ag(s)+ Cl-
AgCl(s) Ag+(aq)+ Cl-(aq) Ksp
Ag+(aq)+ e Ag(s)