文档介绍：1 电化学分析法电化学分析法( electrochemical analysis ),是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法,是由德国化学家 C. 温克勒尔在 19 世纪首先引入分析领域的, 仪器分析法始于 1922 年捷克化学家 J. 海洛夫斯基建立极谱法。电化学分析(electrochemical analysis) ,是仪器分析的重要组成部分之一。它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律, 建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上, 对组分进行定性和定量的仪器分析方法。 21. 发展历史电分析化学的发展具有悠久的历史, 是与尖端科学技术和学科的发展紧密相关的。近代电分析化学,不仅进行组成的形态和成分含量的分析, 而且对电极过程理论, 生命科学、能源科学、信息科学和环境科学的发展具有重要的作用。作为一种分析方法,早在 18 世纪,就出现了电解分析和库仑滴定法。 19 世纪,出现了电导滴定法,玻璃电极测 pH 值和高频滴定法。 1922 年,极谱法问世,标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。二十世纪六十年代,离子选择电极及酶固定化制作酶电极相继问世。 3 二十世纪 70 年代,发展了不仅限于酶体系的各种生物传感器之后, 微电极伏安法的产生扩展了电分析化学研究的时空范围, 适应了生物分析及生命科学发展的需要。纵观当今世界电分析化学的发展, 美国电分析化学力量最强, 研究内容集中于科技发展前沿, 涉及与生命科学直接相关的生物电化学; 与能源、信息、材料等环境相关的电化学传感器和检测、研究电化学过程的光谱电化学等。捷克和前苏联在液- 液界面电化学研究有很好的基础。日本东京, 京都大学在生物电化学分析, 表面修饰与表征、电化学传感器及电分析新技术方法等方面很有特色。英国一些大学则重点开展光谱电化学、电化学热力学和动力学及化学修饰电极的研究。 4 2. 基本原理电化学分析法的基础是在电化学池中所发生的电化学反应。电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成, 两电极用外电路接通。在两个电极上发生氧化还原反应, 电子通过连接两电极的外电路从一个电极流到另一个电极。根据溶液的电化学性质(如电极电位、电流、电导、电量等) 与被测物质的化学或物理性质(如电解质溶液的化学组成、浓度、氧化态与还原态的比率等) 之间的关系, 将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。化学电池(Electro chemical cell) 电解(Electrolysis) 5 3. 分类电化学分析系统根据不同的分类条件,电化学分析法有不同的分类, 几种常见的分类: (1 ) 根据国际纯粹与应用化学联合会倡仪, 电化学分析法分为三大类: ①既不涉及双电层, 也不涉及电极反应, 包括电导分析法、高频滴定法等; ②涉及双电层, 但不涉及电极反应, 例如通过测量表面张力或非法拉第阻抗而测定浓度的分析方法; ③涉及电极反应, 包括电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱法和伏安法等。(2 ) 电化学分析法概括起来一般可以分为三大类: 6 第一类是通过试液的浓度在特定实验条件下与化学电池某一电参数之间的关系求得分析结果的方法。这是电化学分析法的主要类型。电导分析法(conductance analysis) , 库仑分析法(coulometry) , 电位法(potentiometry) , 伏安法(voltammetry) 和极谱分析法(polarographic analysis) 等, 均属于这种类型。第二类是利用电参数的变化来指示容量分析终点的方法。这类方法仍然以容量分析为基础, 根据所用标准溶液的浓度和消耗的体积求出分析结果。这类方法根据所测定的电参数不同而分为电导滴定(conductance titration) , 电位滴定(potentiometric titration) 和电流滴定法(amperometric titration) 。第三类是电重量法(electrogravimetric analysis) , 或称电解分析法(electro-analysis) 。这类方法将直流电流通过试液, 使被测组分在电极上 7 还原沉积析出与共存组分分离, 然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。(3 ) 直接根据不同的测量方法进行分类: 电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱法和伏安法。 4. 特点电化学分析法具有以下特点: ①灵敏度较高。最低分析检出限可达 10 - 12 mol/L 。②准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高, 前者特别适用于微量成分的测定,后者适用于高含量成分的测定。 8 ③测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定; 电解分析法