第11章 电化学导论

第11章电分析化学导论IntroductiontoElectroanalyticalChemistry§11-1电分析基础§11-2电分析化学方法分类及其特点§11-1电分析基础一、电化学池(electrochemicalcell)（一）电化学池、半反应eZnZnCueCu2222半反应在导线中电子定向移动产生电流在溶液中有离子的定向移动，也有电流流动电极表面发生氧化还原反应铜－锌化学电池装置（二）双电层当电极插入溶液中后，电极和溶液之间双电层结构（200~300Å）。紧密层(d0~d1，几个Å):同时存在静电作用和其它更强的如特性吸附、键合等作用，出现过剩电荷。分散层(d1~d2):只有静电作用，有过剩电荷。电流：法拉第电流：在电极上进行氧化还原反应形成的电流。非法拉第电流：保持在电极表面给双电层充电形成的电流。二、电化学池图解表式与电极电位（一）电位符号IUPAC推荐的表示方法：(1)半反应写成还原过程：(2)电极电位符号相当于该电极与标准氢电极组成电池时，该电极所带静电荷的符号。dneOXRe（二）电池的图解表达式及其它规定图解表达式：CuLmolCuSOLmolZnSOZn)0.1()0.1(1414电池书写规定：（三）电极电位的测定以标准氢电极（SHE）作为标准，规定其电极电位为零，然后将其与待测电极组成电池，测得的电池电动势规定为该电极的电极电位(electrodepotential)。所以目前通用的标准电极电位值都是相对值，即相对标准氢电极的电位而言。测量时规定标准氢电极作为负极与待测电极组成电池：标准氢电极待测电极标准氢电极（四）标准电极电位与条件电位RoaanFRTEEln0C025RoaanEElg0592.00ORROnFRTEEln0'0条件电位三、电极的分类（一）指示电极、工作电极、参比电极、辅助电极及对电极（1）指示电极和工作电极用于反映离子或分子浓度、发生所需电化学反应或响应激励信号的电极。（2）参比电极测量过程中电位基本不发生变化的电极。（3）辅助电极或对电极提供电子传导场所，与工作电极组成电池但其上进行的电化学反应非实验中所需研究或测试的电极。（二）其它分类方法按大小：常规电极微电极超微电极是否修饰：裸电极修饰电极按材料：碳电极铂电极金电极……四、电流的性质与符号IUPAC的定义：阳极电流：在工作电极或指使电极起纯氧化反应产生的电流。阴极电流：在工作电极或指使电极起还原反应产生的电流。阳极电流为正值，阴极电流为负值。习惯上：阳极电流为负值，阴极电流为正值。五、电极步骤和极化电极步骤：O、R通过对流、扩散、迁移等方式从溶液本体到电极O和R转化为可直接参与电极反应的O’或R’物态转换电子交换。电极极化：电流通过时电极电位对理论值的偏离。§11-2电分析化学方法分类及其特点一、电分析化学方法的分类传统分类方法电导分析法电导法电导滴定法电位分析法电位法电位滴定法伏安法和极谱分析法电解和库仑分析法IUPAC推荐的分类方法既不涉及双电层、又不涉及电极反应的分析方法，如电导分析。涉及到双电层但不涉及电极反应的分析方法，如表面张力的测定。涉及到电极反应的分析方法，如电位分析、电解分析、库仑分析、伏安分析等。电导分析法根据溶液的电导性质进行分析的方法称为电导分析法。电导法电导滴定法电导法直接根据溶液的电导（或电阻）与被测离子浓度的关系进行分析的方法称为电导法。电导（G）是电阻的倒数，单位为S（西门子）摩尔电导（m）是含有1mol电解质的溶液在距离为1m的两电极间所具有的电导，单位为：S·m2.mol-1。二、电分析方法的特点和应用分析速度快选择性好仪器简单、经济、易于微型化灵敏度高10-11mol/L、10-7%直接测定活度值试样用量少易于自动控制可用于平衡常数的测定、反应机理和历程研究