电化学分析和光谱分析

电化学分析与光谱分析

§17.2 电化学分析法 ●定义利用物质的电学及电化学性质进行分析的方法。它利用 物质的化学量(组成或含量)与电化学性质(电位，电量，电阻)的关系 进行分析。此类方法简便、快速、灵敏、易于自动化，应用较普遍

●类型 根据测量的参数不同，电化学分析法分为三种类型——通过试液的浓度与电池中某物理量的关系分析。物理量有电极 电位(电位分析),电阻(电导分析),电量(庫伦分析),电流-电压曲 线(伏安分析)。发展快，如离子选择性电极 ——以物理量的突变作为滴定分析中终点的指示。如电导滴定，电 位滴定，电流滴定 ——将某待测组分通过电极反应转化为固相(金属或氧化物),由其 质量确定该组分的量，即电解分析法2010-11-10 1

电化学分析与光谱分析

17.2.1 电位分析法(potentiometry)利用电极电位与离子浓度之间的关系测定离子浓度( 活度)的方法。分为直接电位法和电位滴定法两类

●定义

1. 电位分析法的原理——将金属M插人该金属离子Mn+的溶液中构成电极，其电极电 势的大小可以用能斯特方程表示。测出该电极的电势，可求金属 离子活度a(Mn+),这种电极称指示电极。将指示电极、参比电 极和待测溶液组成工作电池，测量

电分析化学导论

重点与难点

1． 电池电动势的正确图示及有关运算 2． 电极电位的正确表达及有关运算

3． 有关物理化学常数与电极电位、电池电动势的关系

概述

电分析化学是仪器分析的一个重要分支，是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法，或者说利用物质在其溶液中的电化学性质及其变化规律进行分析的一类方法。电化学性质是指溶液的电学性质（如电导、电量、电流、电位等）与化学性质（如溶液的组成、浓度、形态及某些化学变化等）之间的关系。

电分析化学的分类与特点

电分析化学的分类

习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 而通常是划分为三个类型：

－－ 以待测物质的浓度在某一特定实验条件下与某些电化学参数间的直接关系为基础的分析方法。如电导法、电位法、库仑法、极谱与伏安法等。

－－ 以滴定过程中，某些电化学参数的突变作为滴定分析中指示终点的方法（注意：不是用指示剂），如电位滴定、电导滴定、电流滴定等。

－－ 经电子作为\沉淀剂\，使试液中某待测物质通过电极反应转化为固相沉积在电极上、由电极上沉积产物的量进行分析的方法，如电解分析法（也称电重量法）。

电分析化学导论

重点与难点

1． 电池电动势的正确图示及有关运算 2． 电极电位的正确表达及有关运算

3． 有关物理化学常数与电极电位、电池电动势的关系

概述

电分析化学是仪器分析的一个重要分支，是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法，或者说利用物质在其溶液中的电化学性质及其变化规律进行分析的一类方法。电化学性质是指溶液的电学性质（如电导、电量、电流、电位等）与化学性质（如溶液的组成、浓度、形态及某些化学变化等）之间的关系。

电分析化学的分类与特点

电分析化学的分类

习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 而通常是划分为三个类型：

－－ 以待测物质的浓度在某一特定实验条件下与某些电化学参数间的直接关系为基础的分析方法。如电导法、电位法、库仑法、极谱与伏安法等。

－－ 以滴定过程中，某些电化学参数的突变作为滴定分析中指示终点的方法（注意：不是用指示剂），如电位滴定、电导滴定、电流滴定等。

－－ 经电子作为\沉淀剂\，使试液中某待测物质通过电极反应转化为固相沉积在电极上、由电极上沉积产物的量进行分析的方法，如电解分析法（也称电重量法）。

第10章 电分析化学引论

电化学分析：通过测量组成的电化学电池待测物溶液所产生的一些电特性而进行的分析。 分类：

按测量参数分---电位、电重量法、库仑法、伏安法、电导； IUPAC分类：

?不涉及双电层及电极反应，如电导分析及高频测定；

?涉及双电层，不涉及电极反应，如表面张力及非Faraday阴抗测定； ?涉及电极反应，如电位分析、电解分析、库仑分析、极谱和伏安分析。 特点：

1) 分析检测限低；

2) 元素形态分析：如Ce(III)及Ce(IV)分析 3) 产生电信号，可直接测定。仪器简单、便宜；

4) 多数情况可以得到化合物的活度而不只是浓度，如在生理学研究中，Ca2+

或K+的活度大小比其浓度大小更有意义；

5) 可得到许多有用的信息：界面电荷转移的化学计量学和速率；传质速率；吸附或化学吸附特性；化学反应的速率常数和平衡常数测定等

10.1 化学电池(Chemical cell)

一、基本概念

1、化学电池定义：化学电池是化学能与电能互相相转换的装置。 2、组成化学电池的条件：

1) 电极之间以导线相联；

2) 电解质溶液间以一定方式保持接触使离子从一方迁移到另一方； 3) 发生电极反应或电极上发生电子转移。 3、电池构成：

第13章 电分析化学导论部分习题答案

13-1、略 13-4、略 13-6、解

由反应：IO3- + 6H+ + 5e = ICl2- + e =

1I2 + 3H2O （1） 21I2 + 2Cl- (2) 2IO3- + 6H+ + 2Cl- + 4e = ICl2- + 3H2O (3)

可见，反应（3）是反应（1）- 反应（2） 对于电对反应有：?G??nFE

??同时有：?G3??G1 ??G2???所以，?4FE3 ??5FE1?1FE2???5E1?E2?5?1.195?1.06E3???1.229?4?4所以：(V)

????

第14章 电位分析法部分习题答案

14-7、解：

这是由氟离子选择性电极为阳极，饱和甘汞电极为阴极组成的测定0.1mol/L F-的电化学池，其电动势为：E?E阴极?E阳极?E饱和甘汞?EISE，E饱和甘汞 = 0.244V，氟离子选择性电极的电位为：EISE?E内参比?E膜

其中，内参比电极（AgCl/Ag电极）的电极电位为： EAgCl/Ag?E?AgCl/Ag?膜电位为：

0.059211lg?0.222?0.0592lg?0.2

光谱分析论文

零动能光谱技术

物理与电子工程学院 班级：物理一班 姓名：郝宽荣 学号：1102114036

零动能光谱技术

零动能光谱技术：

通过测量零动能态来获得位于连续区中的离子态的高分辨信息，这种光谱技术被称为零动能光谱技术，零动能光谱是研究分子离子态的一种新的高分辨率光谱方法。

零动能光谱技术的开始与发展：

零动能光谱学是研究分子离子态的一种新的高分辨光谱方法，该方法始于上世纪80年代中期，90年代进一步发展为质量分辨的零动能光谱，也称为质量分辨的阈值电离(MATI)光谱。零动能光谱技术是近年来发展起来并还在快速发展的一门新的光谱技术。

零动能光谱技术的应用：

该方法具有非常高的分辨率，与传统的光电子谱相比较提高了近千倍。零动能光谱方法在分子、自由基、过渡态和团簇等领域得到了广泛的应用，为物理、化学、生物等领域提供了大量可靠的数据，已成为研究离子态的一种有效手段。

零动能态存在形式：

零动能态不仅存在于离子基态下，在电势IP之上的各个离子激发态的电离限下面都有零动能态。

淮海工学院课程论文

仪 器 分 析 综 述 论 文

学院： 化学工程学院 班级：化学工程与工艺082班

姓名： 王海宁 学号： 050811237

镉、铅、铬、铜的电化学分析

摘 要:工业生产的快速发展、“工业三废”的不清洁排放，自然界中微量金属元素在大气、水质、土壤、固体废弃物及生物体内往往过量，这对人类造成很大的危害, 并且由于其形态不同导致其毒性化学特性和生理功能也不同。为防微杜渐, 在了解重金属离子毒性以及对环境危害的基础上, 通过分析环境中金属的种类、含量和存在形态, 对其环境效应提前作出预测, 可有效防止环境的进一步恶化以及带来的灾难性后果。目前, 关于金属离子的监测方法有很多, GC、HPLC、FT -IR、GS/MS、ICP-MS、X射线荧光光谱法、离子色谱等方法已经用于污染物的测定。这些方法的灵敏度较高, 然而实验所需的仪器设备比较昂贵, 并且测定的前处理工作要求精细。而电化学技术仪器设备简单, 易自动化, 便于携带, 灵敏度和准确度高, 选择性好, 并且运行费用远低于上述光谱法和色谱法, 更具有实用性, 在现代环境分析中得到了更广泛的推广

第四章 电化学分析法

基本要求

1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH值的测定方法。

PHx= PHEs+

x?ES0.059

3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法

?膜=K+0.059lg(ai+aj?Kij)

Kij=

aia j 利用Kij估量某种干扰离子对测定造成的误差

ninj相对误差= K(aj)ij?

a?100

i4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。

（1） 组成原电池

甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 （2） 比较法测定离子浓度

阳离子：c(Ex?cs?10x?Es)s 阴离子：cx?c(Ess?10S?Ex)

s=

2.303RTnF （3） 标准加入法测定离子活度

csx?c?(10?E?1)?1

cVscs??V s?2.303RT

0nF5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 Vaep?V?a?b?V 6．掌握永停滴定确定终点的方法。

典型例题解析

例1．当下列电

第四章 电化学分析法

基本要求

1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH值的测定方法。

PHx= PHEs+

x?ES0.059

3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法

?膜=K+0.059lg(ai+aj?Kij)

Kij=

aia j 利用Kij估量某种干扰离子对测定造成的误差

ninj相对误差= K(aj)ij?

a?100

i4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。

（1） 组成原电池

甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 （2） 比较法测定离子浓度

阳离子：c(Ex?cs?10x?Es)s 阴离子：cx?c(Ess?10S?Ex)

s=

2.303RTnF （3） 标准加入法测定离子活度

csx?c?(10?E?1)?1

cVscs??V s?2.303RT

0nF5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 Vaep?V?a?b?V 6．掌握永停滴定确定终点的方法。

典型例题解析

例1．当下列电

第四章 电化学分析法

基本要求

1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH值的测定方法。

PHx= PHEs+

x?ES0.059

3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法

?膜=K+0.059lg(ai+aj?Kij)

Kij=

aia j 利用Kij估量某种干扰离子对测定造成的误差

ninj相对误差= K(aj)ij?

a?100

i4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。

（1） 组成原电池

甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 （2） 比较法测定离子浓度

阳离子：c(Ex?cs?10x?Es)s 阴离子：cx?c(Ess?10S?Ex)

s=

2.303RTnF （3） 标准加入法测定离子活度

csx?c?(10?E?1)?1

cVscs??V s?2.303RT

0nF5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 Vaep?V?a?b?V 6．掌握永停滴定确定终点的方法。

典型例题解析

例1．当下列电