第4章电位分析法.ppt
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1、第四章第四章 电位分析法电位分析法 4-1 4-1 电分析化学概要电分析化学概要 1 1基本概念基本概念电分析化学法:利用物质的电学及电化学性质电分析化学法:利用物质的电学及电化学性质 进行分析的方法。进行分析的方法。电分析化学法的三种类型电分析化学法的三种类型 (电位滴定、电导滴定(电位滴定、电导滴定 )2.化学电池化学电池 2.1 原电池原电池金属金属ZnZn与与CuSOCuSO4 4溶液的反应:溶液的反应:Zn+Cu2+还原剂还原剂Zn将电子转移给氧化剂将电子转移给氧化剂Cu2+,其其结果是结果是ZnZn变成变成ZnZn2+2+,CuCu2+2+变成变成CuCu。但在通常情。但在通常情况
2、下,这一反应却得不到电流,这是由于反况下,这一反应却得不到电流,这是由于反应时的应时的化学能化学能全转变成全转变成热热散失掉了。散失掉了。Zn2+Cu以铜锌原电池(丹尼尔电池)为例:以铜锌原电池(丹尼尔电池)为例:锌电极:锌电极:eZZnn22u2uCe2C 由上述可知,若使氧化还原反应所产生的化学由上述可知,若使氧化还原反应所产生的化学能变成电能,产生电流,则必须满足以下条件:能变成电能,产生电流,则必须满足以下条件:无液体接界电池和有液体接界电池无液体接界电池和有液体接界电池盐桥的组成和特点盐桥的组成和特点:高浓度电解质溶液高浓度电解质溶液 正负离子迁移速度差不多正负离子迁移速度差不多*盐
3、桥的作用盐桥的作用:1 1)防止两种电解质溶液)防止两种电解质溶液 混和,消减液接电位,混和,消减液接电位,确保准确测定确保准确测定2 2)提供离子迁移通道)提供离子迁移通道 (传递电荷)(传递电荷)正极、负极正极、负极是物理学上的分类,正极是是物理学上的分类,正极是电位(电势)高的电极,即电子贫乏的电位(电势)高的电极,即电子贫乏的极;负极是电子聚集的多,丰富的极,极;负极是电子聚集的多,丰富的极,电位(电势)低的一极。电位(电势)低的一极。原电池的表示方法原电池的表示方法 一般把作为阳极的电极和有关的溶液体系一般把作为阳极的电极和有关的溶液体系写在左边,把作为阴极的电极和有关的溶液体写在左
4、边,把作为阴极的电极和有关的溶液体系写在右边。每一个不同相的界面用一竖线表系写在右边。每一个不同相的界面用一竖线表示,盐桥用两条竖线表示。示,盐桥用两条竖线表示。(-)电极电极a a 溶液溶液(a(a1 1)溶液溶液(a(a2 2)电极电极b(+)b(+)阳极阳极 E E 阴极阴极电池电动势电池电动势:E E=E E右右 -E-E左左例例1 1:Zn+CuSOZn+CuSO4 4(2 2)ZnSO)ZnSO4 4(1 1)+Cu)+Cu 阳极阳极 Zn 2e ZnZn 2e Zn2+2+阴极阴极 CuCu2+2+2e Cu+2e Cu原电池表示:原电池表示:ZnZnSOZnZnSO4 4(1
5、1)CuSO)CuSO4 4(2 2)Cu)Cu电极的电极电位电极的电极电位 在电极与溶液的两相界面上,存在的电位差在电极与溶液的两相界面上,存在的电位差即为电极的电极电位。即为电极的电极电位。电极电位的计算电极电位的计算能斯特方程式:能斯特方程式:n对电极反应:对电极反应:aA+bBaA+bB+ne=+ne=cC+dDcC+dD n其电极电位可由下式计算:其电极电位可由下式计算:0lnabBAcdCDaaRTEEnFaa aA+bB+ne=cC+dD 常数代入且在常数代入且在T298K时时00.0592lnabBAcdCDaaEEna a00.0592lnabBAcdCDaaEEna alg
6、2.2 电解池电解池CueCu22eAgAg222CuAgCuAg222几个概念几个概念1 1)相界电位:两个不同物相接触的界面上)相界电位:两个不同物相接触的界面上 的电位差的电位差2 2)液接电位:两个组成或浓度不同的电解质)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,溶液相接触的界面间所存在的微小电位差,称液接电位。称液接电位。3 3)金属的电极电位:金属电极插入含该金属金属的电极电位: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的电解质溶液中产生的金属与溶液的相界电位,称金属的电极电位。位,称金属的电极电位。4 4)电池电动势:构成化学电池的
7、相互接触的)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,称电池电动势各相界电位的代数和,称电池电动势。3 3 电极分类电极分类指示电极和工作电极指示电极和工作电极参比电极和辅助电极参比电极和辅助电极按电极的反应机理分:按电极的反应机理分:金属基电极金属基电极 膜电极膜电极 电化学中把电位随溶液中待测离子活度电化学中把电位随溶液中待测离子活度(或浓度)变化而变化,并能反映出待测离(或浓度)变化而变化,并能反映出待测离子活度(或浓度)的电极称为指示电极。子活度(或浓度)的电极称为指示电极。根据根据IUPACIUPAC建议,建议,指示电极用于指示电极用于测量过程测量过程中中溶液主体浓度不
8、发生变化溶液主体浓度不发生变化的情况,如电位的情况,如电位分析法中的离子选择性电极是最常用的指示分析法中的离子选择性电极是最常用的指示电极;而电极;而工作电极用于工作电极用于测量过程中测量过程中溶液主体溶液主体浓度发生变化浓度发生变化的情况,如伏安法中,待测离的情况,如伏安法中,待测离子在子在PtPt电极上沉积或溶出,溶液主体浓度发电极上沉积或溶出,溶液主体浓度发生了改变,则生了改变,则PtPt电极称为工作电极。电极称为工作电极。3.13.1指示电极和工作电极指示电极和工作电极指示电极指示电极1 1金属金属-金属离子电极:金属离子电极:应用:测定金属离子应用:测定金属离子例:例:AgAg+Ag
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- 电位 分析
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