〔公 第10章电分析化学引论 An Introduction to Electroanalytical Methods) 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第1页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第1页 第10章 电分析化学引论 (An Introduction to Electroanalytical Methods)
〔公 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: 1.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(ⅣV)各自含量 2.电化学方法测定的是待测物的活度(∞)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 3.能研究电子传递过程,尤其是生物体内 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第2页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第2页 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： 1. 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; 2. 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; 3. 能研究电子传递过程，尤其是生物体内. 电 化 学 分 析 法
〔公 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。 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第3页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第3页 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
〔公 原电池( Galvanic ce 化学能匚 电能 00 Saturated KCI solution Zn electrode Znso CusO solution solution Zn(s)- Zn?(aq). 2e Cuz(aq)+ 2e- Cu(s) Anode Cathode 负极 正 阳极 阴 极极 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第4页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第4页 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
〔公 电解池( Electrolytic Cel) 电能 化学能 Zn electrode Cu electrode ZnSo Cuso soluton Zn t(ag)+2eZn u= Cu(ag)+ 2e 负极 正极 阴极 阳极 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第5页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第5页 电解池（Electrolytic Cell） 电能 化学能 负极 正极 阴极 阳极 2 Zn aq e Zn ( ) 2 + + 2 Cu Cu aq e ( ) 2 + +
〔公 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 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x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 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第6页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第6页 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
〔公 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(ai)Cuso4(a))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。 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第7页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第7页 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
〔公 Pt H2 (P=latm)H*(0.01M), Cl(0.01M), AgCI(tE FA)Ag H2(p=100am 0 01 M HCI saturated Anode Cathode AgCl(s)=Ag(aq)+Cr(aq) A Ag(aq)+e Ag(s) H2(aq)= H+e Sold AQCl 2AgCI(s)+ H2(g) 2Ag s)+2H**+ 2Ch 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第8页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第8页 无 液 接 电 池 Pt│H2 (P=1atm)│H+ (0.01M),Cl- (0.01M),AgCl(饱和)│Ag 2AgCl(s) + H2 (g) 2Ag(s) + 2H+ + 2ClAg AgCl s Ag aq Cl aq ( ) ( ) ( ) + − + Ag aq e Ag s ( ) ( ) + + Cathode 2 2 H g H aq ( ) ( ) 2 1 ( ) 2 H aq H e + + Anode
〔公 在惰性电极上发生: Fe2+→Fe3+e 2c→cl2(g)+2e zn→zn2+2e 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第9页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第9页 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
〔公 cu2++2e→cu(s) Fe3++e Fe2+ 2H+2e→H2(g) O2+4H++4e 2H.O Agc(s)+e→Ag(s)+C AgCl g(ag+ cr(ag K sp Ag(aq)+e→Ag(s) 2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第10页
2021年2月23日星期二 分析化学研究所 第10页 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)+ ClAgCl(s) Ag+ (aq)+ Cl- (aq) Ksp Ag+ (aq)+ e Ag(s)