武漢大學分析化學課件電分析

武漢大學分析化學課件電分析本課件將介紹電分析化學的基本原理、方法及應用，幫助您深入理解電分析技術(shù)在化學分析中的重要作用。電分析簡介定義電分析化學是利用電化學方法研究物質(zhì)性質(zhì)和組成的學科。原理電分析方法基于物質(zhì)與電荷之間的相互作用，通過測量電信號來分析物質(zhì)的性質(zhì)和含量。電分析的一般過程1制備電極2配制溶液3測量電信號4數(shù)據(jù)處理5結(jié)果分析電流與濃度的關系1法拉第定律電流與電解質(zhì)的濃度和電解速度成正比2電極反應電極反應速率與物質(zhì)的濃度有關3電流反映了電極反應速率電流電位法基本原理通過控制電極電位，測量電流變化，分析物質(zhì)的含量和性質(zhì)。應用廣泛應用于金屬離子分析、有機化合物分析等領域。電位滴定法原理利用指示電極的電位變化來指示滴定終點。應用適用于酸堿滴定、氧化還原滴定等伏安法概念通過改變電極電位，測量電流的變化，繪制伏安曲線。應用廣泛應用于金屬離子分析、有機化合物分析等領域。極譜法1原理在滴汞電極上進行伏安法測量，獲得極譜圖。2應用分析金屬離子、有機化合物、藥物等的含量。伏安法的基本原理1電極電位控制電極電位，使物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化還原反應2電流測量電極反應產(chǎn)生的電流，反映物質(zhì)的濃度3伏安曲線以電位為橫坐標，電流為縱坐標繪制的曲線，反映物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)極譜法的基本原理靜止溶液中的擴散控制擴散物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域遷移的過程。擴散層電極表面附近，由于電極反應消耗物質(zhì)形成的濃度梯度層。擴散電流與濃度的關系擴散電流電極反應完全由擴散控制，電流達到最大值，與物質(zhì)濃度成正比。極限電流的測定1方法一通過增加電極電位，使電流達到穩(wěn)定值，即極限電流。2方法二通過測量伏安曲線中電流的平臺部分，確定極限電流。半波電位和極限電流的測定半波電位伏安曲線中電流達到極限電流一半時的電位值，反映物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)。極限電流伏安曲線中電流達到最大值，與物質(zhì)濃度成正比。通量方程公式通量=擴散系數(shù)*濃度梯度，描述物質(zhì)的擴散速率。意義通量方程可以用于解釋電化學反應的動力學過程。擴散層厚度的確定方法一通過測量極限電流和濃度，利用公式計算擴散層厚度。方法二利用電化學模擬軟件，模擬擴散層的形成過程，確定厚度。電流電位曲線的解釋解釋通過分析電流電位曲線的形狀和位置，可以判斷物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)、濃度、反應速率等。電位滴定的基本原理1指示電極2參比電極3滴定劑4電位計滴定曲線的形狀滴定開始電位變化緩慢，指示電極的電位與被滴定溶液的濃度有關。滴定終點附近電位變化劇烈，指示電極的電位變化明顯，指示滴定終點。電位滴定的應用酸堿滴定測定酸堿物質(zhì)的含量，例如測定醋酸的含量。氧化還原滴定測定氧化還原物質(zhì)的含量，例如測定鐵離子的含量。沉淀滴定測定沉淀物質(zhì)的含量，例如測定氯離子的含量。絡合滴定測定絡合物質(zhì)的含量，例如測定鈣離子的含量。指示電極的選擇玻璃電極用于測定溶液的pH值。金屬電極用于測定金屬離子的濃度，例如銀電極、銅電極。參比電極的選擇飽和甘汞電極最常用的參比電極，具有穩(wěn)定、可靠的特點。銀/氯化銀電極具有良好的穩(wěn)定性和可重復性，廣泛應用于電化學研究。電位滴定的注意事項注意事項選擇合適的指示電極和參比電極，控制溶液溫度，避免雜質(zhì)干擾。電位滴定的優(yōu)點和缺點優(yōu)點靈敏度高、選擇性好、應用范圍廣。缺點操作復雜、設備昂貴、對環(huán)境要求高。電分析的優(yōu)點和缺點1優(yōu)點靈敏度高、選擇性好、應用范圍廣。2缺點對環(huán)境要求高、操作復雜、設備昂貴。電分析技術(shù)在化學中的應用1環(huán)境監(jiān)測測定水體、大氣、土壤等環(huán)境中的污染物含量。2食品安全測定食品中農(nóng)藥殘留、重金屬含量等指標。3醫(yī)藥分析測定藥物含量、藥效分析、藥代動力學研究等。4材料科學研究材料的電化學性質(zhì)，開發(fā)新型電池、燃料電池等。電分析技術(shù)的發(fā)展趨勢微型化開發(fā)微型電化學傳感器，實現(xiàn)現(xiàn)場快速分析。集成化將電化學傳感器與微流控芯片集成，實現(xiàn)自動化分析。智能化開發(fā)智能電化學傳感器，實現(xiàn)自動識別、數(shù)據(jù)分析等功能?？偨Y(jié)總結(jié)電分析化學是一門重要的分析化學分支，在化學分析、環(huán)境監(jiān)