电位分析法课件.ppt

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1、电位分析法化学化工教研室本章基本内容及要求电位分析的基本原理（化学电池、电位法分类和特点、电位分析的理论依据）参比电极（甘汞电极、银-氯化银电极）指示电极直接电位法电位滴定法常见电极结构与使用pH值与其它离子的电位分析操作电位分析的基本原理------概述1.电化学分析法：以被测溶液的电学及电化学性质来进行分析的方法。电化学:研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的学科。2.电化学分析分类：根据所测电池的物理性质不同分为：电位分析法(直接电位法和电位滴定法)、电导分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱分析法、伏安分析法等。电位分析的基本原理------概述3、

2、电化学分析法的特点：灵敏度、选择性和准确度高，适用面广；电信号容易实现自动化、连续化和遥控测定；尤其适用生产过程的在线分析4、各种电化学分析法在测量原理、测量对象及测量方式上有较大差别，但基本原理是电化学反应与电化学电池。电位分析的基本原理------电池电化学电池是化学能与电能相互转换的电化学反应器；原电池：将本身的化学能转换成电能；电解池：将外供给的电能转换成化学能，造成化学变化；电位分析是在原电池内进行的电位分析的基本原理------原电池Cu-Zn原电池示意图电位分析的基本原理------原电池铜锌原电池：(-)Zn︱Zn2+(1mol/L)‖Cu2+(1mol

3、/L)︱Cu(+)电极反应（-）Zn极：Zn–2eZn2+（氧化反应）（+）Cu极：Cu2++2eCu（还原反应）电池反应Zn+Cu2+Zn2++Cu（氧化还原反应）电位分析的基本原理------电解池Cu-Zn电解池示意图电位分析法的分类和特点电位分析法：通过测定电池电动势以确定被测物含量的方法。直接电位法:电极电位与溶液中待测物质的浓度(或活度)有关，通过测量溶液的电动势，根据奈斯特方程计算被测物质的含量。电位滴定法:用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点。电位分析法的分类和特点-------------------

4、------------------------E电池指示电极参比电极请看：课本P4第二段、三段的文字内容电位分析法的理论依据----几个概念1．相界电位：两个不同物相接触的界面上的电位差2．液接电位：两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微小电位差。3．金属的电极电位：金属电极插入含该金属的电解质溶液中产生的金属与溶液的相界电位。Zn→Zn2+双电层动态平衡稳定的电位差4．电池电动势：构成化学电池的相互接触的各相界电位的代数和。电位分析法的理论依据----能斯特方程1、对于氧化—还原反应，其电极电位与Mn+离子活度的关系可用能斯特（Nernst）方程式表

5、示：2、在温度为250C时，能斯特方程式可近似地简化成下式：3、直接电位法的定量依据：注意符号的意义电位分析法的理论依据因此：测定离子M+的浓度可以转化成测定电极电位。实际上，单支电极的点位无法测量，必须用另外一支已知电位的电极与之配合组成一个原电池，而每个电极就相当于一个半电池。若M+是被滴定的离子，滴定过程中其浓度会变化（变大或变小），电极电位改变导致电池电势改变，最后有一个电势的突变。参比电极参比电极：电极电位值已知且恒定，基本不受外界影响，对温度或浓度没有滞后现象，具有良好的重现性和稳定性。甘汞电极银-氯化银电极甘汞电极银-氯化银电极参比电极------甘汞电极

6、由Hg-Hg2Cl2-KCl溶液组成参比电极------甘汞电极电极表示式:Hg︱Hg2Cl2(s)︱KCl(xmol/L)电极反应:Hg2Cl2+2e-2Hg+2Cl-电极电势:25℃,φ值与KCl浓度的关系：φHg2Cl2/Hg=φøHg2Cl2/Hg+RT2Fln1a2Cl-=φøHg2Cl2/Hg－RTFlnaCl-名称KCl浓度25℃φ/V0.1mol/L甘汞电极0.1mol/L0.3337标准甘汞电极(NCE)1.0mol/L0.2801饱和甘汞电极(SCE)饱和0.2412参比电极------甘汞电极饱和甘汞电极的使用：课本P6双盐桥参比电极------银

7、-氯化银电极银-氯化银电极：电极表示式Ag︱AgCl︱Cl-(xmol/L)电极反应式AgCl+e-Ag+Cl-**对参比电极的要求：1）电极电位稳定，可逆性好2）重现性好3）使用方便，寿命长参比电极------银-氯化银电极使用方法见课本P7指示电极：金属基电极：金属-金属离子电极、金属-金属难溶盐、汞电极、惰性金属电极pH玻璃电极离子选择性电极：晶体膜电极、非晶体膜电极、敏化离子选择性电极指示电极：也称离子选择性电极，其电极电位随电解质溶液的浓度或活度变化而改变的电极(φ与c有关)。金属-金属离子电极------金属基电极金属基电极：