河北科技大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT课件）第八章 电位分析法

第八章电位分析法 了 8-1电位 了8-2电位分析法原理及应用 了8-3电位滴定法 了8-4电位滴定法的应用和指示电极的选 搔

第八章 电位分析法 8-1 电位 8-2 电位分析法原理及应用 8-3 电位滴定法 8-4 电位滴定法的应用和指示电极的选 择

第四章电位分析法 8-1电位 一、电位 1、电极电位的产生 两种导体接触时，其界面的两种物质可以是固体-固 体，固体-液体及液体-液体。因两相中的化学组成不同， 故将在界面处发生物质迁移。若进行迁移的物质带有电 荷，则在两相之间产生一个电位差。如锌电极浸入 ZnSO4溶液中，铜电极浸入CuSO,溶液中

第四章 电位分析法 8-1 电位 一、电位 1、电极电位的产生 两种导体接触时，其界面的两种物质可以是固体-固 体，固体-液体及液体-液体。因两相中的化学组成不同， 故将在界面处发生物质迁移。若进行迁移的物质带有电 荷，则在两相之间产生一个电位差。如锌电极浸入 ZnSO4溶液中，铜电极浸入CuSO4溶液中

因为任何金属晶体中都含有金属离子自由电子， 方面金属表面的一些原子，有一种把电子留在金属电 极上，而自身以离子形式进入溶液的倾向，金属越活 波，溶液越稀，这种倾向越大；另一方面，电解质溶 液中的金属离子又有一种从金属表面获得电子而沉积 在金属表面的倾向，金属越不活波，溶液浓度越大， 这种倾向也越大。这两种倾向同时进行着，并达到暂 时的平衡： M=Mn++ne

因为任何金属晶体中都含有金属离子自由电子，一 方面金属表面的一些原子，有一种把电子留在金属电 极上，而自身以离子形式进入溶液的倾向，金属越活 波，溶液越稀，这种倾向越大；另一方面，电解质溶 液中的金属离子又有一种从金属表面获得电子而沉积 在金属表面的倾向，金属越不活波，溶液浓度越大， 这种倾向也越大。这两种倾向同时进行着，并达到暂 时的平衡： M=Mn++ne

若金属失去电子的倾向大于获得电子的倾向，达 到平衡时将是金属离子进入溶液，使电极上带负电， 电极附近的溶液带正电；反之，若金属失去电子的倾 向小于获得电子的倾向，结果是电极带正电而其附近 溶液带负电。因此，在金属于电解质溶液界面形成一 种扩散层，亦即在两相之间产生了一个电位差，这种 电位差就是电极电位。实验表明：金属的电极电位大 小与金属本身的活波性，金属离子在溶液中的浓度， 以及温度等因素有关

若金属失去电子的倾向大于获得电子的倾向，达 到平衡时将是金属离子进入溶液，使电极上带负电， 电极附近的溶液带正电；反之，若金属失去电子的倾 向小于获得电子的倾向，结果是电极带正电而其附近 溶液带负电。因此，在金属于电解质溶液界面形成一 种扩散层，亦即在两相之间产生了一个电位差，这种 电位差就是电极电位。实验表明：金属的电极电位大 小与金属本身的活波性，金属离子在溶液中的浓度， 以及温度等因素有关

铜与CuS04界面所产生的电极电位小于锌与ZnSO,界面 所产生的电极电位。Zn2+(Cu2+)浓度越大，则平衡时 电极电位也越大。 2、能斯特公式 电极电位的大小，不但取决于电极的本质，而且与溶 液中离子的浓度，温度等因素有关，对于一个电极来 说，其电极反应可以写成： Mn++ne M

铜与CuSO4界面所产生的电极电位小于锌与ZnSO4界面 所产生的电极电位。 Zn2+(Cu2+) 浓度越大，则平衡时 电极电位也越大。 2、能斯特公式 电极电位的大小，不但取决于电极的本质，而且与溶 液中离子的浓度，温度等因素有关，对于一个电极来 说，其电极反应可以写成： Mn++ne = M

能斯特从理论上推导出电极电位的计算公式为： p=p+ n ox (能斯特方程) nF ared 式中： )-平衡时电极电位（单位：伏特V) ①-标准电极电位(v) C心ox,Cred-分别为电极反应中氧化态和还原态的活度， 几-为电极反应中的电子得失数

能斯特从理论上推导出电极电位的计算公式为： 式中 ： -平衡时电极电位（单位：伏特v） -标准电极电位 （v） -分别为电极反应中氧化态和还原态的活度； -为电极反应中的电子得失数 −    ox,  red n ln (能斯特方程) red o x nF RT    =  + −

在25C时，如以浓度代替活度，则上式可写成： 0.059 [Ox] =+ log n Re d] 如果电对中某一物质是固体或水，则它们的浓 度均为常数，即[门=1；如果电对中某一物质为气体， 测它的浓度可用气体分压表示

在25℃时，如以浓度代替活度，则上式可写成： 如果电对中某一物质是固体或水，则它们的浓 度均为常数，即[]=1；如果电对中某一物质为气体， 则它的浓度可用气体分压表示。 [Re ] [ ] log 0.059 d Ox n = + −  

例 (1) Zn2*+2e Zn 05mol 2 [Zn2+]=1 2) Fe+e=Fe2 0=p+0.05910 [Fe]/1mol*1 [Fe2+]/1mol*1尸

例 [ ] 1 log[ ]/1 * 2 0.059 (1) 2 2 2 1 2 = = + + = + − + − + Zn Zn mol l Zn e Zn   2 1 3 1 3 2 [ ]/1 * [ ]/1 * 0.059log 2) + − + − − + + = + + = Fe mol l Fe mol l Fe e Fe  

(3) H,=2H*+2e p=0 +o059be4H1Ymor 2 pa,/101.325kPa P4,代表电极表面所受到的H的分压，以(Pa)表示 (4) C503+14H*+6e=2Cr++7H0 [H,O]=1

p 代表电极表面所受到的H 的分压，以（Pa）表示 p kPa H mol l H H e H H 2 2 1 2 2 2 /101.325 ([ ]/1 * ) log 2 0.059 (3) 2 2 + − − + = + = +   [ ] 1 ) 1 * [ ] ( ) 1 * [ ] )( 1 * [ ] ( log 6 0.059 (4) 14 6 2 7 2 2 1 3 1 4 1 1 2 2 7 2 2 2 3 7 = = + + + = + − + − + − − − − + + H O mol l C r mol l H mol l C r O C r O H e C r H O  

(5) AgCl+e=Ag+CI 0=p+0.059l6gC1/1mol*T 1 =p-0.0591og[C1]/1mol*11 [AgCn]=[4g]=1 (6) 计算[Cu2+]=0.01mol*1-时，铜电极的 电位（对SE),已知p2+1c.=0.344W

[ ] [ ] 1 0.059log[ ]/1 * [ ]/1 * 1 0.059log (5) 1 1 = = = − = + + = + − − − − − AgCl Ag Cl mol l Cl mol l AgCl e Ag Cl    SCE V C u mol l Cu Cu , 0.344 (6) [ ] 0.01 * / 2 1 2 = = − + − 电位（对 ）已知 + 计算 时，铜电极的