電位分析法的定義、分類和特點

更新時間：2017-12-06

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定義：利用測得電極電位與被測物質離子濃度的關系求得被測物質含量的方法叫電位分析法。

分類：

直接電位法――利用的指示電極――離子選擇性電極，選擇性地把待測離子的活度（或濃度）轉化為電極電位加以測量，根據Nernst方程式，求出待測離子的活度（或濃度），也稱為離子選擇電極法。這是二十世紀七十年代初才發展起來的一種應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程中電位的變化及化學計量點附近電位的突躍來確定滴定終點的滴定分析方法。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的方法不同。

特點：

應用范圍廣――可用于許多陰離子、陽離子、有機物離子的測定，尤其是一些其他方法較難測定的堿金屬、堿土金屬離子、一價陰離子及氣體的測定。因為測定的是離子的活度，所以可以用于化學平衡、動力學、電化學理論的研究及熱力學常數的測定。

· 測定速度快，測定的離子濃度范圍寬。

· 可以制作成傳感器，用于工業生產流程或環境監測的自動檢測；可以微型化，做成微電極，用于微區、血液、活體、細胞等對象的分析。

2.化學電池

化學電池是由兩組金屬-溶液體系組成的。每一個化學電池有兩個電極。分別浸入適當的電解質溶液中，用金屬導線從外部將兩個電極連接起來，同時使兩個電解質溶液接觸，構成電流通路。電子通過外電路導線從一個電極流到另一個電極，在溶液中帶正負電荷的離子從一個區域移動到另一個區域以輸送電荷，后在金屬-溶液界面處發生電極反應，即離子從電極上取得電子或將電子交給電極，發生氧化-還原反應。
如果兩個電極浸在同一個電解質溶液中，這樣構成的電池稱為無液體接界電池；如果兩個電極分別浸在用半透膜或燒結玻璃隔開的、或用鹽橋連接的兩種不同的電解質溶液中，這樣構成的電池稱為有液體接界電池。
　　用半透膜、燒結玻璃隔開或用鹽橋連接兩個電解質溶液，是為了避免兩種電解質溶液的機械混合，同時又能讓離子通過。
　　在化學電池內，發生氧化反應的電極稱為陽極，發生還原反應的電極稱為陰極?！　　　　　　　　　?/span>
　單個電極上的反應稱為半電池反應。若兩個電極沒有用導線連接起來，半電池反應達到平衡狀態，沒有電子輸出；當用導線將兩個電極連通構成通路時，有電流通過，構成原電池?！　　　?/span>
　　用符號表示化學電池，習慣將陽極寫在左邊，陰極寫在右邊。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，稱為電極電位。中間的垂線表示不同電解質溶液的界面。該界面上的電位差，稱為液體接界電位。它是由于不同離子擴散經過兩個溶液界面時的速度不同導致界面兩側陽離子和陰離子分布不均衡而引起的。若兩電解質溶液用鹽橋連接，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）的關系

能斯特方程式是表達電極電勢跟濃度的關系式。氧化還原電對的電極電勢是半反應式中各物質濃度（或氣體的壓強）的函數。設電對[氧化型]/[還原型]的半反應式是氧化型+ne還原型，則該電對的電極電勢跟濃度的關系是

式中E是該電對在非標準態下的電極電勢，E是標準電極電勢，n是半反應中得失電子數。這就是能斯特方程式。在半反應中，如果還有其他物質參與，則其濃度也應寫在方程式中（固體和水除外）。利用奈斯特方程，可以由改變物質的濃度（或氣體壓強）的方法來改變電對的電極電勢，從而有可能改變氧化還原反應的方向。

二、液體接界電位

在兩種含有不同溶質的溶液界面上，或者兩種溶質相同而濃度不同的溶液界面上產生的擴散電位。數值很小，一般不超過0.03伏。產生的原因是離子的*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散。因的運動速度比快，在稀的一邊將出現過剩的離子而帶正電，在濃的一邊則于有過剩的離子而帶負電，所以在它們之間產生了電位差。電位差的產生使離子的擴散速度減慢，同時加快了離子的擴散速度，后達到穩定狀態。此時，兩種離子以相同速度擴散，電位差保持恒定。由于擴散過程的不可逆性，擴散電位不能看作可逆電位。