电分析化学导论

分析化学关于电分析化学导论的知识点总结，包括电分析化学的定义、特点和分类，电化学池的定义、形成机理等内容。

电分析化学导论

• 概述
  • 定义
  • 电分析化学法特点
    • 灵敏度、准确度高，选择性好
    • 装置简单，操作方便
    • 应用广泛
  • 分类
    • 电解分析法
    • 电位分析法
    • 库仑分析法
    • 伏安法与极谱法
    • 电导分析法
• 电化学池
  • 定义：由两个电极和电解质溶液构成，将化学能和电能相互转换的装置
  • 分类
    • 电解池
      • E为负值，不能自发进行
    • 原电池
      • E为正值，能自发进行
  • 电池的图解表达式
  • 液体接界电位
    • 定义：在两种不同离子的溶液或两种浓度不同的溶液相接触的界面间所存在的一个微小的电位差
    • 产生原因：离子扩散、不同迁移速率
    • 盐桥
      • 构成
      • 消除液体接界电位原理
        • 钾离子和氯离子迁移速率几乎相等，产生数值很小几乎相等，方向相反的液接电位
      • 满足条件
        • 溶解度大，饱和溶液的浓度大
        • 正负离子的迁移速率极为相近
        • 不与电池中的物质发生作用
• 电极
  • 电极电位
    • 定义：金属插到相应金属盐溶液中，在电极上形成的电位
    • 形成机理
      • 金属和溶液化学势不同，金属与溶液带有不同电荷，双电层，电位差，产生电极电位
    • 能斯特方程
      • 子主题
    • 电极电位的测量
      • 相对电极电位标准氢电极与待测电极组成原电池，进行测定
    • 标准电极电位
      • 298.15K，以水作溶剂，氧化态与还原态活度均为1，测定某电极的电极电位
    • 条件电极电位
      • 考虑离子强度，配位效应，沉淀，水解等因素
  • 电极反应的基本历程
    • 1.反应物通过扩散，对流和电迁移等液相传质方式向电极表面传递
    • 2.反应物在电极表面层中进行某些转化
    • 3.反应物在电极和溶液界面进行电子交换，生成反应产物
    • 4.反应产物在电极表面层中进行某些转化
    • 5.反应产物生成新相
  • 电极的极化与过电位
    • 电极极化
      • 定义：当电极上有电流流过时，电极电位偏离平衡电极电位的现象
      • 分类
        • 浓差极化
          • 极化使阴极电位比平衡电位更负，使阳极电位比平衡电位更正
          • 消除
            • 增大电极面积
            • 减小电流密度
            • 强化机械搅拌
            • 提高溶液温度
        • 电化学极化
          • 由于分步进行的反应速度由最慢的反应决定，克服活化能，要求外加电压比可逆电动势更大反应才能发生
    • 过电位（超电位）
      • 定义：实际电极电位与平衡电极电位的差值
      • 意义：衡量电极极化程度
      • 影响因素
        • 电流密度：过电位随电流密度增大而增大
        • 温度：温度升高，过电位降低
        • 电极材料
        • 析出物形态：析出物为气体时，过电位一般较大，为金属时较小
  • 电极的类型
    • 电极在测量过程中的作用
      • 参比电极
        • 电极电位不随测量对象的不同和活度的变化而改变，保持恒定
      • 指示电极
        • 能够指示溶液中待测离子活度的变化
      • 工作电极和参比电极主要用于溶液本底浓度不发生变化的体系，如电位分析
    • 按工作性质
      • 工作电极
      • 辅助电极
      • 工作电极和辅助电极主要用于电解，库仑分析
    • 按电极特性
      • 惰性电极
      • 金属电极
      • 膜电极
      • 微电极
      • 化学修饰电极