4.1.2 电化学分析法的分类(讲义)-《分析化学》同步教学(高等教育出版社)

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4.1.2 电化学分析法的分类(讲义)-《分析化学》同步教学(高等教育出版社)

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电化学分析分类
学习目标:
1.熟悉电化学分析分类。
2.熟悉电位分析法。
3.了解电解法与库伦分析法;极谱分析与伏安分析。
分类依据有所不同,分类的结果也不同,例如:依据测定电参数分别可命名为:电位分析法、电导分析法;依据应用方式不同可分为:直接法和间接法。通常有以下两种分类方法:
1. 由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)推荐,可分为三类:
(1)不涉及双电层,也不涉及电极反应如:电导分析;
(2)涉及双电层,但不涉及电极反应如:表面张力、非法拉第阻抗测定;
(3)涉及电极反应如:电解、电位、库仑、极谱、伏安分析等。
2. 习惯分类方法(按测量的电化学参数分类):
(1)电导分析法—测量参数为溶液的电导值;
(2)电位分析法—测量参数为电池电动势或电极电位;
(3)电解(电重量)分析法—测量电解过程中物质的质量;
(4)库仑分析法—测量电解过程消耗电量;
(5)伏安分析或极谱分析—测量电流与电位的变化曲线;
一、电位分析法
电位分析法根据测定原电池的电动势,以确定待测物含量的分析方法,根据应用方式可为两类 :
1.直接电位法:电极电位与溶液中电活性物质的活度有关,通过测量溶液的电动势,根据能斯特方程计算被测物质的含量;
图1 直接电位法原理示意图
用直接电位法测定溶液的pH不受氧化剂、还原剂或其他活性物质存在的影响,可用于有色物质,胶体溶液或混浊溶液的pH测定。并且测定前无须对待测液作预处理,测定后不破坏、沾污溶液,因此应用极为广泛。在药物分析中常应用于注射剂、大量输液、滴眼液等制剂及原料的酸碱度的检查。
2.电位滴定法:用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化,通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
图2 电位滴定法原理示意图
电位滴定法与指示剂滴定法相比较具有客观可靠,准确度高,易于自动化,不受溶液有色,浑浊的限制等优点。尤其对于没有合适指示剂确定滴定终点的滴定反应,电位滴定法就更为有利,只要能为待测物找到合适的指示电极,就可用于相应类型的滴定。
二、电解法与库仑分析法
电解法与库仑法中,均发生了电极反应,测量结果与体系中通过的电流有关,而且测量前后,溶液成分发生改变,电解法和库仑法具体包括以下分析方法:
1.电解分析:在恒电流或控制电位的条件下,被测物在电极上析出,实现定量分离测定目的的方法。
2.电重量分析法:电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。
3.库仑分析法:依据法拉第电解定律,由电解过程中电极上通过的电量来确定电极上析出的物质质量。
图3 电解池工作示意图
三、极谱分析法与伏安分析
极谱分析法与伏安分析法是通过测量电解过程中得到的电流-电压或电极-电极电位关系曲线来确定被测物质性质以及浓度的分析方法,与电解法、库仑法的主要区别在于两个电极性质不同,其中一支为完全极化电极(即电极电位完全随着外加电压变化而变化),另一支为完全去极化电极(即电位恒定不变,作为参比电极)
1.伏安分析:通过测定特殊条件下的电流—电压曲线来分析电解质的组成和含量的一类分析方法,使用表面不能更新的液体电极(如悬汞电极、汞膜电极等)或固体电极(如铂电极、玻碳电极等)。
2.极谱分析法:使用滴贡电极的一种特殊的伏安分析法。
图4 极谱法工作示意图

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