電分析化學的發(fā)展歷史ppt課件

1、.第一章 電分析化學的開展歷史 11、電分析化學是研討什么的一門學科？2、電分析化學的開展方向有那些？3、推進電分析化學開展的要素有那些？4、電分析儀器的組成與特征？5、什么是微擾實際？6、電分析儀器的開展趨勢？思 考 題.2 將化學變化與電的景象嚴密聯(lián)絡(luò)起來的學科便是電化學，運用電化學的根本原理和實驗技術(shù)進展分析，就構(gòu)成了各種電化學分析方法，稱為電化學分析或泛稱為電分析化學。 電分析化學閱歷近兩個世紀的開展歷程，其方法和實際不斷拓展和完善。電分析化學復 習 題 綱 摘 要 .3電化學分析 Electrochemical Analysis，ECA)電化學分析分析方法分析信號電位法電導法極譜法、

2、伏安法電解、庫侖法電動勢電導電流電量 電分析化學是經(jīng)過丈量的分析對象的電位、電流、電導或電量等電化學參數(shù)，求得物質(zhì)含量和物化性質(zhì)的一類儀器分析方法。第一章 電分析化學的開展歷史 .4電分析化學的開展方向極譜、伏安分析電化學分析的開展方向電位分析電導分析電解、庫侖分析交叉學科復 習 題 綱 摘 要 .推進電分析化學開展的四個要素：電 分 析 化 學5實驗方法儀器技術(shù)根底實際分析對象.推進分析化學開展的四要素例文獻1：“氨基納米磁球免疫電化學法檢測甲胎蛋白的研討，分析化學，2005，338：1068-10726其中：分析對象：甲胎蛋白根底實際：電化學分析法和免疫法儀器技術(shù)：伏安法 實驗方法或技術(shù)：

3、氨基納米磁球富集 科研論文包含要素全部或部分復 習 題 綱 摘 要 . 電分析儀器的組成和特征7分析對象傳感器信號放大電路數(shù)據(jù)采集和處置結(jié)果輸出電分析儀器的典型組成系統(tǒng)鼓勵信號電分析化學.11電分析儀器的開展趨勢 21世紀分析化學的開展方向?qū)⑹欠律瓦M一步信息智能化的時代。因此，分析儀器的開展必然也是朝著小型化、仿生化和智能化的方向開展。 分析對象已由原來的簡單體系開展至復雜體系，復雜體系中的物質(zhì)種類繁多、形狀復雜、性質(zhì)各異、含量極微且相互作用錯綜復雜，既有線性變化，也有第一章 電分析化學的開展歷史 .12電分析儀器的開展趨勢非線性變化，或介于線性和非線性之間的變化。對于這些痕量和超痕量分析

4、物質(zhì)，要對其含量、復雜的構(gòu)造或形狀、生物活性、及其動態(tài)變化過程進展靈敏的檢測與分辨，這就要求大力開展與之相順應(yīng)的分析方法和分析儀器。 開展?jié)M足生命科學、環(huán)境科學、資料科學、食品復 習 題 綱 摘 要 .13電分析儀器的開展趨勢平安，太空探求，艱苦突發(fā)事件的預告等要求的高靈敏、高選擇性、在線、原位、高通量、遙感遙測技術(shù)的分析檢測技術(shù)和儀器。 在分析儀器的研討中，既要開發(fā)高性能、多功能、集成化的儀器，又要開發(fā)小型化、微型化、便攜式的儀器，還要研討相應(yīng)的計算機軟件。電分析化學.141、 陰極、陽極；正極、負極；極化、去極化電極；三電極系統(tǒng)；微電極的概念？ 電極資料有哪些？ 2、 什么是化學修飾電極？

5、3、 化學修飾電極的制備方法有哪些？4、 化學修飾電極的優(yōu)點以及目前需求處理的關(guān)鍵問題是什么？思 考 題第二章 電極與化學修飾電極 .15 化學修飾電極是經(jīng)過化學修飾的方法在電極外表進展分子設(shè)計，將具有優(yōu)良化學性質(zhì)的分子、離子、聚合物固定在電極外表，呵斥某種微構(gòu)造，賦予電極某種特定的化學和電化學性質(zhì)，以便高選擇性地進展所期望的反響，在提高選擇性和靈敏度方面具有獨特的優(yōu)越性?；瘜W修飾電極復 習 題 綱 摘 要 .16 利用化學修飾電極外表上的微構(gòu)造所提供的多種能利用的勢場，使待測物進展有效的分別富集，并借控制電極電位，進一步提高選擇性，同時把測定方法的靈敏性和修飾劑化學反響的選擇性相結(jié)合，成為分

6、別、富集和選擇性三者合而為一的理想體系。化學修飾電極電分析化學.17 在有關(guān)化學修飾電極的制備己有多篇綜述，常用的修飾方法有:共價鍵合法，吸附法，聚合物薄膜法，組合法及其他一些方法?；瘜W修飾電極的制備復 習 題 綱 摘 要 .18化學修飾電極的運用 綜上所述，化學修飾電極運用于分析前景寬廣，無論是無機物、有機物，還是生物樣品的測定，化學修飾電極將發(fā)揚越來越大的作用。人們可以根據(jù)需求，研制出各種高選擇性、高靈敏度的修飾電極，測定在常規(guī)電極上無呼應(yīng)的某些分子。研制運用壽命長，穩(wěn)定性好的化學修飾電極已成為電分析化學研討中的前沿課題。電分析化學.19思 考 題1 循環(huán)伏安法與其它伏安法的區(qū)別？如何運用

7、循環(huán)伏安法判別可逆、準可逆和不可逆電極過程？以及耦合了化學反響的電極過程？對于簡單可逆電極過程，其循環(huán)伏安圖中的陰極、陽極峰電位與規(guī)范電極電位之間的關(guān)系，峰電流與掃描速度的關(guān)系？第三章 循環(huán)伏安法 .20 循環(huán)伏安法是最重要的電分析化學研討方法之一。在電化學、無機化學、有機化學、生物化學等研討領(lǐng)域有著廣泛的運用。目前文獻中報道采用循環(huán)伏安法實驗用來察看物質(zhì)在電極上的氧化和復原反響，氧化和復原的價態(tài)，電極反響的可逆性等，它主要不是用于定量分析而主要是用于電極反響的機理的研討。循環(huán)伏安法 Cycle Voltammetry, CV復 習 題 綱 摘 要 .21 循環(huán)伏安法是以線性掃描伏安法的電位掃

8、描到頭后，再回過頭來掃描到原來的起始電位值，所得的電流-電壓曲線為根底的分析方法。其電位與掃描時間的關(guān)系。根本原理第三章 循環(huán)伏安法 .22 由圖可知，掃描電壓呈等腰三角形。假設(shè)前半部掃描電壓上升部分為電活性組分在電極上被復原的陰極過程，那么后半部掃描電壓下降部分為復原產(chǎn)物重新被氧化的陽極過程。因此，一次三角波掃描完成一個復原過程和氧化過程的循環(huán)，故稱為循環(huán)伏安法。根本原理復 習 題 綱 摘 要 .23 以上討論的是電極過程完全可逆的情況。對于其它的情況，根據(jù)陰極、陽極峰的峰電流和峰電位的關(guān)系又可以區(qū)分為準可逆和完全不可逆電極過程。 對于完全不可逆電極過程，循環(huán)伏安曲線圖中，只需陰極或陽極峰電

9、流，上下兩支曲線是完全不對稱的。介于兩者之間的，稱之為準可逆。根本原理第三章 循環(huán)伏安法 .24循環(huán)伏安法的運用 4、耦合平行催化化學反響的電極過程 當電極過程中伴隨著平行催化化學反響時，電極外表的電活性物質(zhì)Ox 被復原為Re后，在電極外表Re又很快與溶液中共存的氧化劑Z反響，重新被氧化為Ox，而Ox又在電極上復原為Re，構(gòu)成催化循環(huán)。普通溶液中Z過量，反響中Z的濃度可視為不變。這時的循環(huán)伏安曲線將根據(jù)催化反響的速率常數(shù)而呈現(xiàn)不同的外形。復 習 題 綱 摘 要 .25循環(huán)伏安法的運用 4、耦合平行催化化學反響的電極過程 當電極過程中伴隨著平行催化化學反響時，第三章 循環(huán)伏安法 .第四章 溶出伏

10、安法 26思 考 題1、各種溶出伏安法的根本原理如何？其靈敏度高的緣由何在？2、以陽極溶出伏安法為例，闡明影響溶出電流靈敏度的要素有那些？3、陽極溶出伏安法中常用的任務(wù)電極有那些？何為同位鍍汞？.27 溶出伏安法是一種高靈敏的電分析方法。其分析過程可分為兩個步驟：1、富集步驟，普通是經(jīng)過電解或吸附作用使被測物質(zhì)富集在電極外表；2、電化學溶出步驟，即經(jīng)過電位掃描使曾經(jīng)富集在電極外表的被測物質(zhì)發(fā)生氧化或復原反響，記錄這時的i-E曲線，據(jù)此進展定量測定。溶出伏安法 Stripping Voltammetry復 習 題 綱 摘 要 .28 由于經(jīng)過富集步驟，被測物質(zhì)由極稀的試液中富集到微小體積的電極或

11、外表，富集倍數(shù)可以到達1000以上，因此即使被測物質(zhì)的濃度很低也可以獲得較大的Faraday電流信號。溶出伏安法比普通極譜的靈敏度大大提高，其檢測范圍在10-610-11mol/L，檢測限甚至可低至10-12mol/L，是痕量分析的有效手段。溶出伏安法 Stripping Voltammetry 電分析化學.29 從溶出過程的電學性質(zhì)來區(qū)分，可把溶出伏安法分為三大類： 1、陽極溶出伏安法 2、陰極溶出伏安法 3、吸附伏安法溶出伏安法 Stripping Voltammetry 復 習 題 綱 摘 要 .31任務(wù)電極：由于汞電極具有很多分析方面的優(yōu)點，因此溶出伏安法的任務(wù)電極大多數(shù)情況下都采用面

12、積固定的汞電極。汞電極的方式有多種，常見的有懸汞電極、厚汞膜電極如鉑基鍍銀沾汞球形電極、薄汞膜電極如石墨電極上預鍍汞膜電極、玻碳電極同位鍍汞等。陽極溶出伏安法 Anode Stripping Voltammetry電分析化學.30影響溶出電流的影響要素： 從溶出電流的公式可以看出，影響溶出電流的要素是很多的。下面將分別討論電積電位、電積時間、攪拌速度、電位掃描速度、外表活性物質(zhì)和氧的干擾、電解質(zhì)底液組成等要素的關(guān)系。陽極溶出伏安法 Anode Stripping Voltammetry復 習 題 綱 摘 要 .31任務(wù)電極：除了上述的汞電極之外，還可運用一些面積固定的非汞電極。它們有：Au，A

13、g，Pt，C和Bi等。測定Ag，Au，和Hg時就要用到非汞電極。Ag在Pt電極上溶出可以獲得很高的靈敏度。Ni從固體Pt電極上溶出到硫氰酸鹽溶液中，可測定低至PPb-PPt級的Ni。陽極溶出伏安法 Anode Stripping Voltammetry第四章 溶出伏安法 .32思索題1、有機化合物的伏安分析通常有什么特點？2、有機化合物分子具有電活性的基團有那些？3、假設(shè)有機化合物不具備電活性，有什么方法可令它們能進展伏安分析？4、如何根據(jù)有機物的分子構(gòu)造來預測它的伏安特性？第五章 有機化合物的伏安分析 .33 有機化合物的伏安分析的根本原理與無機化合物的伏安分析根本一樣。但還有特殊之處。 1

14、、大多數(shù)有機物的電極過程不可逆。 2、有機電活性物質(zhì)及其電極反響的產(chǎn)物，普通均為不帶電荷的中性分子。 3、電極反響的電子數(shù)普通為偶數(shù)。有機化合物的伏安性質(zhì)復 習 題 綱 摘 要 .第五章 有機化合物的伏安分析 34 4、在有機物的電極反響中，普通均有氫離子參與，其半波電位，伏安波形都與底液的組成和pH值有關(guān)。所以常需用緩沖液作為底液。 5、有許多有機化合物不溶于水，要在非水介質(zhì)中進展伏安測定。常用的有機溶劑為：醇類，二氧六環(huán)，溶纖劑，乙碃,二甲酰胺，冰醋酸等。此外，還需參與無機或有機鹽作支持電解質(zhì)。有機化合物的伏安性質(zhì).35按功能團分類結(jié)構(gòu)式不飽和烴C=C, CC鹵代化合物R-X, X=F,C

15、l,Br,I羰基化合物C=O不飽和有機酸C=C-COOH含氮化合物N=N, C=N,-NO2含硫化合物-S-S-, -SH復 習 題 綱 摘 要 .第五章 有機化合物的伏安分析 36 在間接電化學測定方法中常采用的化學反響有： 1硝化反響：使被測物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀钚缘南趸衔?，適用于芳香烴及其衍生物。常用的硝化基有硝酸和亞硝酸等。 2聚合反響：經(jīng)過聚合反響，使被測物質(zhì)成為具有亞氨基-C=N-)的不飽和化合物，亞氨基是一種活潑的電活性基團，可以在不很負的電位下復原，產(chǎn)生良好極譜波。有機化合物的間接極譜分析.37 此法適用于脂肪族飽和醛和酮類化合物的分析。此類化合物雖然具有電活性，但較難復原，特別是

16、飽和酮的半波電位很負，普通負于-2伏，直接測定很不方便。采用間接法使之與胺、肟或肼等聚合反響，成為亞氨基型化合物后進展伏安測定，過量試劑不影響測定。有機化合物的間接極譜分析復 習 題 綱 摘 要 .第五章 有機化合物的伏安分析 38 電化學分析法在有機物質(zhì)分析中的運用已相當廣泛，開展很快，據(jù)文獻報道，有近20000種有機物可以采用電化學分析測定。 在藥物工業(yè)方面，除用于測定主要成分及中間產(chǎn)品外，尚可以用于雜質(zhì)含量特別是藥物在儲存過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)的分析。各種抗生素、維生素、激素、磺胺類等藥物。有機化合物電化學分析的運用領(lǐng)域.39 在農(nóng)藥化工方面，常用于原料、中間產(chǎn)品、半廢品、廢品以及廢液的測

17、定。如六六六、DDT、敵百蟲等鹵代化合物，和對硫磷類農(nóng)藥以及植物中的農(nóng)藥殘留量。 在高分子化工方面，可以采用電化學方法測定各種單體。如氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈等。有機化合物電化學分析的運用領(lǐng)域復 習 題 綱 摘 要 .第六章 電化學分析交叉學科技術(shù)40思索題1、電分析化學交叉學科技術(shù)分為哪幾種？2、什么是色譜電分析化學？有何特點？3、光譜電分析化學可以獲得何種信息？4、電化學掃描隧道顯微鏡的任務(wù)原理？5、電化學石英晶體微天平提供何種信息？.第六章 電化學分析交叉學科技術(shù)40-1 將電分析化學與其它學科的新技術(shù)有機地結(jié)合，充分發(fā)揚交叉學科的優(yōu)勢，以滿足目前愈來愈高的分析測試要求，按交叉學科的特點分

18、為以下幾種： 1色譜電分析化學 2光譜電分析化學 3電化學掃描隧道顯微鏡 4電化學石英微天平.41 將高效液相色譜和高效毛細管電泳的高分別才干與高靈敏的電化學分析法相結(jié)合，即色譜電分析化學，是目前多組份復雜樣品的痕量分析的一個重要手段。利用薄層池，微電極，多任務(wù)電極，柱前和柱后的衍生化，電極外表的預處置和化學修飾電極等處置手段，使得色譜電分析化學在近20多年來得到迅速的開展。1、色譜電化學分析復 習 題 綱 摘 要 .第六章 電化學分析交叉學科技術(shù)42 色譜電分析化學按其任務(wù)方式，分為以下幾種： 1HPLC/EC 2IC/EC 3HPCE/EC1、色譜電化學分析.43 高效液相色譜普通配備紫外

19、-可見等一類的光學檢測器。但對于一些具有電活性的被測物，采用電化學檢測器可以獲得很高的檢測靈敏度。1、HPLC / EC復 習 題 綱 摘 要 .第六章 電化學分析交叉學科技術(shù)44 離子交換色譜法/電化學檢測(IC/EC)的出現(xiàn)為糖類物質(zhì)的分別提供了簡單和高效的手段。糖和多數(shù)氨基酸短少紫外吸收,不宜直接用紫外或熒光法檢測。用HPLC和GC分析這些物質(zhì)普通需求進展衍生化反響,添加了方法的復雜性和難度。1986年Johnson采用脈沖電化學方法(PED)直接測定糖類物質(zhì),為糖的分析提供了有力支持。目前 (IC/EC)曾經(jīng)成為糖類化合物分析的首選方法之一,并且逐漸進入氨基酸分析領(lǐng)域。2、IC / EC.45 高效毛細管電泳/電化學檢測是近十幾年來得到迅速開展的一個分別分析研討新領(lǐng)域。它具有靈敏度高，分別速度快，分別效率高，而且取樣體積小納晉級，可獲得大量信息等優(yōu)點。 HPCE/EC中電化學檢測方式主要有三種，分別是：1電位檢測；2電導檢測；3安培檢測。3、HPCE/