电位分析法的定义、分类和特点

发布时间：2017-12-15浏览次数：1043返回列表

1、电位分析法的定义、分类和特点

定义：利用测得电电位与被测物质离子浓度的关系求得被测物质含量的方法叫电位分析法。

分类：

直接电位法――利用专用的指示电――离子选择性电，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。

· 电位滴定法――利用指示电在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。

特点：

应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。

· 测定速度快，测定的离子浓度范围宽。

· 可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电，用于微区、血液、活体、细胞等对象的分析。

2.化学电池

化学电池是由两组金属-溶液体系组成的。每一个化学电池有两个电。分别浸入适当的电解质溶液中，用金属导线从外部将两个电连接起来，同时使两个电解质溶液接触，构成电流通路。电子通过外电路导线从一个电流到另一个电，在溶液中带正负电荷的离子从一个区域移动到另一个区域以输送电荷，后在金属-溶液界面处发生电反应，即离子从电上取得电子或将电子交给电，发生氧化-还原反应。
如果两个电浸在同一个电解质溶液中，这样构成的电池称为无液体接界电池；如果两个电分别浸在用半透膜或烧结玻璃隔开的、或用盐桥连接的两种不同的电解质溶液中，这样构成的电池称为有液体接界电池。
用半透膜、烧结玻璃隔开或用盐桥连接两个电解质溶液，是为了避免两种电解质溶液的机械混合，同时又能让离子通过。
在化学电池内，发生氧化反应的电称为阳，发生还原反应的电称为阴。
单个电上的反应称为半电池反应。若两个电没有用导线连接起来，半电池反应达到平衡状态，没有电子输出；当用导线将两个电连通构成通路时，有电流通过，构成原电池。
用符号表示化学电池，习惯将阳写在左边，阴写在右边。两边的垂线表示金属与溶液的相界。此界面上存在的电位差，称为电电位。中间的垂线表示不同电解质溶液的界面。该界面上的电位差，称为液体接界电位。它是由于不同离子扩散经过两个溶液界面时的速度不同导致界面两侧阳离子和阴离子分布不均衡而引起的。若两电解质溶液用盐桥连接，则用两条垂线表示，用这样两条线表示液体接界电位已完全消除。

3、电电位与溶液中离子浓度（或活度）的关系

能斯特方程式是表达电电势跟浓度的关系式。氧化还原电对的电电势是半反应式中各物质浓度（或气体的压强）的函数。设电对[氧化型]/[还原型]的半反应式是氧化型+ne还原型，则该电对的电电势跟浓度的关系是

式中E是该电对在非标准态下的电电势，E是标准电电势，n是半反应中得失电子数。这就是能斯特方程式。在半反应中，如果还有其他物质参与，则其浓度也应写在方程式中（固体和水除外）。利用奈斯特方程，可以由改变物质的浓度（或气体压强）的方法来改变电对的电电势，从而有可能改变氧化还原反应的方向。

二、液体接界电位

在两种含有不同溶质的溶液界面上，或者两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上产生的扩散电位。数值很小，一般不超过0.03伏。产生的原因是离子的*淌度不同。例如，两种浓度不同的溶液界面上，将从浓的一边向稀的一边扩散。因的运动速度比快，在稀的一边将出现过剩的离子而带正电，在浓的一边则于有过剩的离子而带负电，所以在它们之间产生了电位差。电位差的产生使离子的扩散速度减慢，同时加快了离子的扩散速度，后达到稳定状态。此时，两种离子以相同速度扩散，电位差保持恒定。由于扩散过程的不可逆性，扩散电位不能看作可逆电位。