电化学分析

作者:豪利真人游戏 | 2020-11-15 21:16

  C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的,仪器分析法始于1922年捷克化学家 J.海洛夫斯基建立极谱法。通常将试液作为化学电池的一个组成部分,根据该电池的某种电参数(如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等)与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。

  是仪器分析的重要组成部分之一。它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上,对组分进行定性和定量的仪器分析方法,也称电分析化学法。

  ①以化学电池中的电极电位、电量、电流和电导等物理量的:突变作为指示终点的方法。例如,电位滴定法、库仑滴定法、电流滴定法和电导滴定法等。

  ②根据在某一特定条件下,化学电池中的电极电位、电量、电流电压及电导等物理量与溶液浓度的关系进行分析的方法。例如,电位测定法、恒电位库仑法、极谱法和电导法等。

  ③将试液中某一被测组分通过电极反应,使其在工作电极上析出金属或氧化物,称量此电沉积物的质量求得被测得组分的含量。例如,电解分析法。

  电解分析法称电重量分析法,是建立在电解基础上通过称量沉积于电极表面的沉积物重量以测定溶液中被测离子含量的电化学分析法。电解是在电解池中进行的,外加电源的正极和负极分别与电解池的阳、阴极相连。在电解过程中,在阳极上发生氧化反应,在阴极上发生还原反应。电重量分析法随电解过程的不同,分为恒电流电解分析法、控制阴极电位电解分析法、内电解分析法和汞阴极电解分析法。

  电导分析法是通过测量溶液的电导来分析被测物质含量的电化学分析方法。它所依据的基本原理是溶液的电导与溶液中各种离子的浓度、运动速度和离子电荷数有关。其具体做法是:将被测溶液放在由固定面积、固定距离的两个铂电极所构成的电导池中,然后测量溶液的电导,由此计算被测物质的含量。

  电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法,和直接电位法相比,电位滴定法不需要准确的测量电极电位值,因此,温度、液体接界电位的影响并不重要,其准确度优于直接电位法,普通滴定法是依靠指示剂颜色变化来指示滴定终点,如果待测溶液有颜色或浑浊时,终点的指示就比较困难,或者根本找不到合适的指示剂。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。在滴定到达终点前后,滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级,引起电位的突跃,被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。

  根据电解过程中的电流电压曲线(伏安曲线)来进行分析的方法。伏安法是一种根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系,而获得分析结果的电化学式分析方法。伏安法是一种较为普遍的测量电阻的方法,因为是用电压除以电流,所以叫伏安法。

  R为导体的电阻(单位欧姆Ω),U为导体两端的电压(单位伏特V),I为通过导体的电流(单位安培A)。

  将恒电位电解富集法与伏安法结合的一种极谱分析方法。它首先将欲测物质在适当电位下进行电解并富集在固定表面积的特殊电极上,然后反向改变电位,让富集在电极上的物质重新溶出,同时记录电流电压曲线。根据溶出峰电流的大小进行定量分析。

  在一定电解电位上,通过预电解使金属离子在电极上形成汞齐富集在电极上。然后在工作电极上施加一恒电流来氧化gong齐,使富集的金属重新变成离子进入溶液。

  在恒电位下将被测物质电解富集在工作电极上,然后断开恒电位电路,由电解液中的氧化剂将被富集的物质溶解出来,同时记录溶出时的电位时间曲线,根据曲线上溶出阶的长度进行定量,这种方法缩写为P.S.A.。使用电位溶出分析仪测定,常用电极是镀汞玻碳电极。该方法已应用于环境水、生物、食品、岩石中痕量元素的测定。

  ①准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高,前者特别适用于微量成分的测定,后者适用于高含量成分的测定。

  ③测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定;电解分析法、电容量分析法及库仑分析法则可用于中等含量组分及纯物质的分析。

  ④ 仪器设备较简单,价格低廉,仪器的调试和操作都较简单,容易实现自动化。

  ⑤ 选择性差。电化学分析的选择性一般都较差,但离子选择性电极法、极谱法及控制阴极电位电解法选择性较高。根据所测量电学量的不同,电化学分析法可分为电导分析法、电位分析法、伏安法和极谱分析法、电解和库仑分析法。

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