1. 电化学测试方法及原理
电化学测试方法及原理如下:
电化学分析法(electrochemical analysis),是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法,是由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的,仪器分析法始于1922年捷克化学家搜蔽 J.海洛夫斯基建立极谱法。
通常将试液作为化学电池的一个组成部分,根据该电池的某种电参数(如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等)与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。
电化学分析法(electroanalytical methodes)是仪器分析的重要组成部分之一。
它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物帆稿质某些量之间的计量关系的基础之上,对组分进行定性和定量的仪器分析方法,也称电分析化学法。
电化学分析系统根据不同的分类条件,电化学分析法有不同的分类,下面是几种常见的分类:
①根据在某一特定条件下,化学电池中的电极电位、电量、电流电压及电世轿州导等物理量与溶液浓度的关系进行分析的方法。例如,电位测定法、恒电位库仑法、极谱法和电导法等。
②以化学电池中的电极电位、电量、电流和电导等物理量的:突变作为指示终点的方法。例如,电位滴定法、库仑滴定法、电流滴定法和电导滴定法等。
③将试液中某一被测组分通过电极反应,使其在工作电极上析出金属或氧化物,称量此电沉积物的质量求得被测得组分的含量。例如,电解分析法。
2. 电解原理是什么,电解过程如何进行
清判电解
电解(Electrolysis)是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,(又称电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。
电解原理
通电前,Cu2+和Cl-在水里自由地移动着;通电后,这些自由移动着的离子,在电场作用下,改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动,带负电的氯离子向阳极移动。在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上;在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯气分子,从阳极放出。
阴极:Cu2++2e-==Cu
阳极:2Cl--2e-==Cl2↑
电解CuCl2溶液的化学反应方程式:CuCl2=Cu+Cl2↑(通电)
用途
电解广泛应用于冶金工业中,如从矿石或化合物提取金属(电解冶金)或提纯金属(电解提纯),以及从溶液中沉积出金属(电镀)。金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的;电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2(g)和O2(g)。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段,许多很难进行的氧化还原反应,都可以通过电解来实现。例如:可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟,熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用,许多有色金属(如钠、钾、镁、铝等)和稀有金属(如锆、铪等)的冶炼及金属(如铜、锌、铅等)的精炼,基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备,还有电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电察正尺解实现的。
3. 如何用电化学分析(循环伏安曲线)指导电解试验
循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。也可用于定量确定反应物浓度,电极表面吸附物的覆盖度,电极活性面积以及电极反应速率常数、交换电流密度,反应的传递系数等动力学参数。
如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分电位向阴极方向扫描,电活性物质在电极上还原,产生还原波,那么后半部分电位向阳极方向扫描时,还原产物又会重新在电极上氧化,产生氧化波。因此一次三角波扫描,完成一个还原和氧化过程的循环,故该法称为循环伏安法,其电流—电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同,对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒钟数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
电压从正向负发生氧化反应,形成氧化电流峰,从负向正发生还原反应,形成还原电流峰。电流峰值的计算式根据Randles-Savcik公式计算,另外还有一个峰值电位差根据Nernst方程计算。可以根据这两个方程去考虑实际问题中有哪些影响因素CV图像的影响。这其中牵涉到很多电化学的基础知识,建议楼主找分析化学、物理化学、无机化学之类的书籍看看。