第08章电分析化学导论.pptx
第08章电分析化学导论
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目录
电分析化学基本概念与原理
电位分析法
电解分析法与库仑分析法
电导分析法
极谱分析法与伏安分析法
现代电分析化学技术进展
电分析化学基本概念与原理
01
利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学分支。
高灵敏度、高选择性、宽测量范围、快速响应、易于自动化和在线监测等。
电分析化学特点
电分析化学定义
在水中或熔融状态下能导电的化合物，其导电性质来自于离子的迁移。
电解质溶液
在电极与电解质溶液界面上发生的氧化还原反应，是电分析化学的基础。
电极反应
离子选择性电极原理
利用特定离子在膜相中的选择性响应，将离子活度转化为电位信号的传感器。
离子选择性电极应用
水质分析、环境监测、生物医学、食品工业等领域中的离子检测。
电位滴定法原理
在滴定过程中通过测量电位变化来确定滴定终点的方法，利用指示电极的电位响应来反映被滴定物质的浓度变化。
电位滴定法操作
选择合适的指示电极和参比电极，配置滴定剂和待测溶液，进行滴定操作并记录电位变化，通过电位突跃或曲线拐点确定滴定终点。
电位分析法
02
利用电极电位与待测离子活度之间的函数关系，通过测量电极电位来确定待测离子活度的方法。
原理
包括标准曲线法和直接比较法。标准曲线法是通过测量一系列已知活度的标准溶液的电位，绘制出电极电位与待测离子活度的关系曲线，然后根据待测溶液的电位在该曲线上查出待测离子的活度。直接比较法是将待测溶液与已知活度的标准溶液在相同条件下进行电位测量，通过比较两者的电位差来确定待测离子的活度。
方法
原理
在滴定过程中通过测量电位变化来确定滴定终点的方法。在滴定过程中，随着滴定剂的加入，待测离子与滴定剂发生化学反应，导致电极电位发生变化。当滴定到达终点时，电位发生突跃，从而确定滴定终点。
方法
包括直接电位滴定法和永停滴定法。直接电位滴定法是通过测量滴定过程中电位的变化来确定滴定终点。永停滴定法则是利用永停电极在滴定终点时电流突然变化的现象来确定滴定终点。
离子选择性电极是一种对特定离子具有选择性响应的电极，其电位与待测离子活度之间存在函数关系。通过测量离子选择性电极的电位，可以确定待测离子的活度。
离子选择性电极在电位分析中具有广泛的应用，如环境监测、生物医学、食品分析等领域。例如，利用离子选择性电极可以测定水样中的重金属离子、生物样品中的药物离子以及食品中的添加剂离子等。
VS
包括温度、压力、溶液组成、电极材料等因素都会对电位分析结果产生影响。例如，温度变化会导致电极电位的漂移，压力变化会影响溶液中离子的活度系数，溶液组成的变化会影响离子的活度和迁移率等。
误差来源
主要包括方法误差、仪器误差和操作误差等。方法误差是由于测量方法本身引起的误差，如标准曲线法的曲线拟合误差等；仪器误差是由于测量仪器精度不足或老化等原因引起的误差；操作误差则是由于实验操作不当或人为因素引起的误差，如样品处理不当、电极清洗不干净等。
影响因素
电解分析法与库仑分析法
03
通过外加电流使待测物质在电解池中发生氧化还原反应，根据电解过程中所消耗的电量或其他相关物理量来测定待测物质的含量。
电解分析法基本原理
选择合适的电解池和电极，将待测物质溶解在适当的溶剂中，通入电流进行电解，记录电解过程中的电量或其他相关物理量，通过计算得到待测物质的含量。
电解分析法操作
利用库仑定律测量电解过程中电极间通过的电量，从而确定待测物质的含量。该方法基于电荷守恒原理，通过测量电解过程中电极上析出或溶解的物质的量来计算待测物质的含量。
选择合适的库仑计和电极，将待测物质溶解在适当的溶剂中，在恒电流或恒电位下进行电解，记录电解过程中电极间通过的电量，通过计算得到待测物质的含量。
库仑分析法基本原理
库仑分析法操作
优缺点比较
库仑分析法的优点：精度高、可测量微量物质、受溶液离子强度影响较小；缺点：操作较复杂、设备要求较高。
电解分析法的优点：操作简便、设备简单、适用范围广；缺点：精度相对较低、受溶液离子强度影响较大。
电解分析法应用举例
钢铁中碳硫含量的测定、有色金属中微量元素的测定等。
要点一
要点二
库仑分析法应用举例
环境水样中重金属离子的测定、食品中添加剂的测定等。
电导分析法
04
03
测量方法
常用的电导率测量方法有交流电桥法、直流四电极法等，其中交流电桥法具有测量精度高、稳定性好等优点。
01
电导率定义
电导率是物质导电能力的量度，其大小与物质中载流子的浓度和迁移率有关。
02
测量原理
在电场作用下，物质中的载流子（如离子、电子等）发生定向移动形成电流，通过测量电流和电压可计算电导率。
摩尔电导率定义
摩尔电导率是指单位物质的量的电解质溶液的电导率，其大小与溶液中离子的种类、浓度和温度有关。
离子迁移数定义
离子迁移数是指某种离子在电解