电化学传感器的构建与应用
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

2.1 电分析化学方法的分类

电分析化学方法按照输出信号的电参量不同,可以分为以下几类。

(1)电位分析法

指示电极和参比电极与溶液组成电池,根据指示电极的电极电位与溶液中相应离子的活度之间的变化关系进行分析的方法,称为电位分析法。电位分析法可分为直接电位法和电位滴定法两类。

①直接电位法:根据指示电极测得的电极电位求出待测物质的活度(或浓度)的分析方法称为直接电位法。

②电位滴定法:通过加入滴定剂,根据电极电位的变化确定滴定终点。在化学计量点附近,由于被测物质与滴定剂发生反应引起浓度发生突变,指示电极电位也相应发生突跃,从而确定滴定终点,然后根据滴定终点的体积及化学反应的计量关系,测定被测物质的含量。

(2)电解分析法和库仑分析法

电解分析法是通过外加电源,利用电极将置于电解池中的被测溶液进行电解,被测离子会在电极上以金属或其它形式析出,由电解前后电极增加的重量计算被测物质的含量的方法。该法实质是通过电极重量的改变量间接计算得出被测物含量,因此又称为电重量分析法。

库仑分析法是基于电解分析法,以100%的电流效率电解试液,根据法拉第电解定律,以电解过程消耗的电量进行定量的一种分析方法。

(3)电导分析法

根据被测溶液在外加电场作用下的电导(或电阻)与被测离子浓度之间的关系进行定量的方法,称为电导分析法。由于电导(G)与电阻(R)是倒数关系,因此测量溶液的电导,实质就是测量溶液的电阻。电导与温度、离子淌度、电解质阴阳离子所带电荷数、电解质的浓度有关。

(4)伏安法和极谱法

伏安法是通过外加电源对电解池施加一快速线性变化的电压,电解被测物质的溶液,利用电流-电压变化曲线进行定量和定性的分析方法。根据工作电极的不同可以将其分为两种:一种是以滴汞电极作为工作电极的极谱法,这是由于滴汞电极表面呈周期性更新;另一类是以固体电极为工作电极的伏安法,这类电极的表面积固定不变,如玻碳电极、金属(铂、金、银等)电极、悬汞电极等。

随着分析技术和分析仪器的不断发展,其它电分析方法也得到快速发展,如光谱电化学、色谱电化学、电化学原子力显微镜、电化学扫描隧道显微镜、电化学石英晶体微天平、电化学阻抗技术等。以上电分析方法是电化学传感器应用于分析化学领域的分析基础,也是其它电分析方法的基础,因此本章重点介绍电位分析法、电解分析法和库仑分析法、伏安法。