電位分析法的定義、分類(lèi)和特點(diǎn)

更新時(shí)間：2017-12-06

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定義：利用測(cè)得電極電位與被測(cè)物質(zhì)離子濃度的關(guān)系求得被測(cè)物質(zhì)含量的方法叫電位分析法。

分類(lèi)：

直接電位法――利用的指示電極――離子選擇性電極，選擇性地把待測(cè)離子的活度（或濃度）轉(zhuǎn)化為電極電位加以測(cè)量，根據(jù)Nernst方程式，求出待測(cè)離子的活度（或濃度），也稱(chēng)為離子選擇電極法。這是二十世紀(jì)七十年代初才發(fā)展起來(lái)的一種應(yīng)用廣泛的快速分析方法。

· 電位滴定法――利用指示電極在滴定過(guò)程中電位的變化及化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近電位的突躍來(lái)確定滴定終點(diǎn)的滴定分析方法。電位滴定法與一般的滴定分析法的根本差別在于確定終點(diǎn)的方法不同。

特點(diǎn)：

應(yīng)用范圍廣――可用于許多陰離子、陽(yáng)離子、有機(jī)物離子的測(cè)定，尤其是一些其他方法較難測(cè)定的堿金屬、堿土金屬離子、一價(jià)陰離子及氣體的測(cè)定。因?yàn)闇y(cè)定的是離子的活度，所以可以用于化學(xué)平衡、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)理論的研究及熱力學(xué)常數(shù)的測(cè)定。

· 測(cè)定速度快，測(cè)定的離子濃度范圍寬。

· 可以制作成傳感器，用于工業(yè)生產(chǎn)流程或環(huán)境監(jiān)測(cè)的自動(dòng)檢測(cè)；可以微型化，做成微電極，用于微區(qū)、血液、活體、細(xì)胞等對(duì)象的分析。

2.化學(xué)電池

化學(xué)電池是由兩組金屬-溶液體系組成的。每一個(gè)化學(xué)電池有兩個(gè)電極。分別浸入適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液中，用金屬導(dǎo)線從外部將兩個(gè)電極連接起來(lái)，同時(shí)使兩個(gè)電解質(zhì)溶液接觸，構(gòu)成電流通路。電子通過(guò)外電路導(dǎo)線從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極，在溶液中帶正負(fù)電荷的離子從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域以輸送電荷，后在金屬-溶液界面處發(fā)生電極反應(yīng)，即離子從電極上取得電子或?qū)㈦娮咏唤o電極，發(fā)生氧化-還原反應(yīng)。
如果兩個(gè)電極浸在同一個(gè)電解質(zhì)溶液中，這樣構(gòu)成的電池稱(chēng)為無(wú)液體接界電池；如果兩個(gè)電極分別浸在用半透膜或燒結(jié)玻璃隔開(kāi)的、或用鹽橋連接的兩種不同的電解質(zhì)溶液中，這樣構(gòu)成的電池稱(chēng)為有液體接界電池。
　　用半透膜、燒結(jié)玻璃隔開(kāi)或用鹽橋連接兩個(gè)電解質(zhì)溶液，是為了避免兩種電解質(zhì)溶液的機(jī)械混合，同時(shí)又能讓離子通過(guò)。
　　在化學(xué)電池內(nèi)，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極稱(chēng)為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱(chēng)為陰極。　　　　　　　　　　
　單個(gè)電極上的反應(yīng)稱(chēng)為半電池反應(yīng)。若兩個(gè)電極沒(méi)有用導(dǎo)線連接起來(lái)，半電池反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，沒(méi)有電子輸出；當(dāng)用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連通構(gòu)成通路時(shí)，有電流通過(guò)，構(gòu)成原電池。　　　　
　　用符號(hào)表示化學(xué)電池，習(xí)慣將陽(yáng)極寫(xiě)在左邊，陰極寫(xiě)在右邊。兩邊的垂線表示金屬與溶液的相界。此界面上存在的電位差，稱(chēng)為電極電位。中間的垂線表示不同電解質(zhì)溶液的界面。該界面上的電位差，稱(chēng)為液體接界電位。它是由于不同離子擴(kuò)散經(jīng)過(guò)兩個(gè)溶液界面時(shí)的速度不同導(dǎo)致界面兩側(cè)陽(yáng)離子和陰離子分布不均衡而引起的。若兩電解質(zhì)溶液用鹽橋連接，則用兩條垂線表示，用這樣兩條線表示液體接界電位已*消除。

3、電極電位與溶液中離子濃度（或活度）的關(guān)系

能斯特方程式是表達(dá)電極電勢(shì)跟濃度的關(guān)系式。氧化還原電對(duì)的電極電勢(shì)是半反應(yīng)式中各物質(zhì)濃度（或氣體的壓強(qiáng)）的函數(shù)。設(shè)電對(duì)[氧化型]/[還原型]的半反應(yīng)式是氧化型+ne還原型，則該電對(duì)的電極電勢(shì)跟濃度的關(guān)系是

式中E是該電對(duì)在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的電極電勢(shì)，E是標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，n是半反應(yīng)中得失電子數(shù)。這就是能斯特方程式。在半反應(yīng)中，如果還有其他物質(zhì)參與，則其濃度也應(yīng)寫(xiě)在方程式中（固體和水除外）。利用奈斯特方程，可以由改變物質(zhì)的濃度（或氣體壓強(qiáng)）的方法來(lái)改變電對(duì)的電極電勢(shì)，從而有可能改變氧化還原反應(yīng)的方向。

二、液體接界電位

在兩種含有不同溶質(zhì)的溶液界面上，或者兩種溶質(zhì)相同而濃度不同的溶液界面上產(chǎn)生的擴(kuò)散電位。數(shù)值很小，一般不超過(guò)0.03伏。產(chǎn)生的原因是離子的*淌度不同。例如，兩種濃度不同的溶液界面上，將從濃的一邊向稀的一邊擴(kuò)散。因的運(yùn)動(dòng)速度比快，在稀的一邊將出現(xiàn)過(guò)剩的離子而帶正電，在濃的一邊則于有過(guò)剩的離子而帶負(fù)電，所以在它們之間產(chǎn)生了電位差。電位差的產(chǎn)生使離子的擴(kuò)散速度減慢，同時(shí)加快了離子的擴(kuò)散速度，后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，兩種離子以相同速度擴(kuò)散，電位差保持恒定。由于擴(kuò)散過(guò)程的不可逆性，擴(kuò)散電位不能看作可逆電位。

三、膜電位

將一個(gè)玻璃薄膜置于H+ 濃度不同的兩溶液間，由于玻璃膜的水化作用，膜內(nèi)外便形成雙電層而產(chǎn)生電位差，該電位差稱(chēng)為膜電位。

小結(jié)：1、電位分析法的定義、分類(lèi)和特點(diǎn)

2、化學(xué)電池

3、電極電位與溶液中離子濃度（或活度）的關(guān)系

4、液體接界電位

5、膜電位

上一條茶葉中一些元素的分離和鑒定
下一條參比電極