文档介绍:第2章电化学分析法导论仪器分析
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§2-1 概述
一、电化学分析法(Electroanalytical Methods)的分类和特点
电导分析法
电位分析法
库仑u∣Cu(NO3)2(y mol·L–1)‖Zn(NO3)2 (x mol·L–1)∣Zn
电 解 池
原 电 池
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正确区分阴、阳极,正、负极
原电池(Galvanic Cell) :
阳极—负极(左-,氧化反应,失电子)
阴极—正极(右+,还原反应,得电子)
电解池(Electrolytic Cell) :
阴极—负极(右-,与电源负极相连,得电子)
阳极—正极(左+,与电源正极相连,失电子)
E为正时,为自发电池,为负时,是电解池。
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铜锌原电池或电解池可分别表示为:
原电池 Zn∣Zn(NO3)2(x mol·L–1)‖Cu(NO3)2 (y mol·L–1)∣Cu
电解池 Cu∣Cu(NO3)2(y mol·L–1)‖Zn(NO3)2 (x mol·L–1)∣Zn
E电池= E+ - E-+ EL
式中EL为液体接界电位。
铜锌原电池由于右边铜电极的电位比锌电极高,故E电池为正值,表示电池反应能自发地进行;
铜锌电解池右边锌电极的电位比铜电极低,则其E电池为负值,表示电池反应不能自发地进行,必须外加一个大于该电池电动势的外加电压,才能使电池反应进行。
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根据IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)规定,在任何温度下标准氢电极(Normal Hydrogen Electrode)的电极电位为零。
将NHE( or SHE)作为负极与其它各种被测电极组成原电池,在标准状态下测得该电池电动势的数值,就是被测电极的标准电极电位。
二、电极电位(Electrode Potential)
标准氢电极
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标准电极电位
氧化态的活度
还原态的活度
n 转移的电子数
F 法拉第常数
(96485 C·mol-1)
Nernst方程
R 气体常数
( J/K*mol)
T 温度
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25℃下,
电极电位是参与电极反应物质的活度、温度和压力的函数。在通常的实验条件下,温度和压力保持不变,则电极电位只随活度而变.
在实际工作中,例如绘制标准曲线时, 常设法使标准溶液与被测溶液的离子强度相同,活度系数不变,此时可以用浓度代替活度。
条件电位
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标准电极电位和条件电位
能斯特方程(Nernest)
氧化与还原态的浓度为1时电极电位,条件电位
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能斯特 Walther Hermann Nernst,1864-1941年
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德国物理化学家能斯特的研究主要在热力学方面。
1889年,他提出溶解压假说,从热力学导出于电极势与溶液浓度的关系式,即电化学中著名的能斯特方程。
同年,还引入溶度积这个重要概念,用来解释沉淀反应。
1906年,根据对低温现象的研究,得出了热力学第三定律,人们称之为“能斯特热定理”,这个定理有效地解决了计算平衡常数问题和许多工业生产难题。因此获得了1920年诺贝尔化学奖金。
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三、液体接界电位(Liquid Junction Potential)
当两个组成不同或组成相同而浓度不同的溶液相接触时,在它们的相界面上存在着微小的电位差,称为液体接界电位。
液体接界电位产生的原因是由于不同离子扩散经过两个溶液界面时具有不同的速度而引起的。
E电池= E+ - E-+ EL
式中EL为液体接界电位。
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·L-1HCl
·L-1HCl
H+
Cl-
- +
- +
- +
- +
- +
·L-1HCl
·L-1KCl
H+
-