环境监测中的电化学分析法.ppt

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1、环境监测中的电化学分析法现在学习的是第1页，共16页应用方法1离子选择电极法2库仑分析3极谱法和伏安法现在学习的是第2页，共16页离子选择电极法(ion selective electrode)实验原理:电极电位与相应离子的活度符合Nernst公式的一类电化学传感器内参比电极：Ag/AgCl内参液：待测离子+Cl-敏感膜结构：现在学习的是第3页，共16页离子选择电极在环境监测中的应用离子选择电极法离子选择电极法大气及烟道废气中氟大气工业废水中氰化物工业废水中微量银工业废水和海洋底质硫化物水体中铅空气中氰含量现在学习的是第4页，共16页离子选择电极法测定氟离子离子选择电极法测定氟离子原理:已知体

2、积的空气通过磷酸氢二钾浸渍的滤膜时，氟化物被固定或阻留在滤膜上，滤膜上的氟化物用盐酸溶液浸溶后，用氟离子选择电极法测定。氟氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶（掺离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择电极。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕入微量氟化铕（）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1 moL.L-0.1 moL.L-1NaF和和0.1 moL.L-1NaCl0.1 moL.L-1NaCl溶液，以溶液，以Ag-AgClAg-AgCl电极为参比电极，构成氟离子选电极为参比电极，构成氟离子选择电极。用氟离子选择测定水样时，以氟离

3、子选择电极作指示电极，以择电极。用氟离子选择测定水样时，以氟离子选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成的测量电池为饱和甘汞电极作参比电极，组成的测量电池为 氟离子选择电极试液氟离子选择电极试液SCESCE 如果忽略液接电位，电池的电动势为如果忽略液接电位，电池的电动势为即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比，氟离子选择电极一般在即电池的电动势与试液中氟离子活度的对数成正比，氟离子选择电极一般在1 110-10-6 mol.L-16 mol.L-1范围符合能斯特方程式。范围符合能斯特方程式。极法测定氟离子极法测定氟离子极法测定氟离子极法测定氟离子现在学习的是第5页，共16页离子

4、选择电极法测定氟离子离子选择电极法测定氟离子推荐要点：测定快速准确，自动化程度高是主要特点，但F-电极价格较贵，目前国内已经广泛采用此方法，EIUTECH的F-电极部分用户使用2年以上仍没有任何问题，寿命大大高于其它同类产品，电极在正式测定前，使用需要标准品对电极/仪器系统进行预先校正，标准品，离子强度调节试剂也可以由用户自己配制。现在学习的是第6页，共16页库仑分析法1.1.基本原理 法拉第第一定律:物质在电极上析出产物的质量W与电解池的电量Q成正比。法拉第第二定律:式中：M为物质的摩尔质量（g），Q为电量（1库仑=1安培1秒），F为法拉第常数（1F=96487库仑），n为电极反应中转移的电

5、子数。装置现在学习的是第7页，共16页库仑分析法分类控制电位库仑分析法恒电流库仑滴定法动态库仑分析法现在学习的是第8页，共16页库仑分析法在环境监测中的应用库仑分析法库仑分析法工业废水中铬污水中化学耗量（COD）废水中砷大气中氮氧化物大气中二氧化硫制革废水中挥发酚大气中臭氧和总氧化剂大气中一氧化碳废水中甲醛油品中溴值现在学习的是第9页，共16页微库仑分析技术微库仑分析技术特点：特点：灵敏，快速，方便灵敏，快速，方便 原理与分析过程：原理与分析过程：（以电生以电生Ag+为例）为例）含含Ag+底液的电位为：底液的电位为：E测测，设：偏压为设：偏压为E偏偏，使使:E测测=E偏偏，则则:E=0，I电解

6、电解=0，体系处于平衡。体系处于平衡。现在学习的是第10页，共16页微库仑分析技术分析过程描述：分析过程描述：当含当含Cl-的试样进入到滴定池后，的试样进入到滴定池后，与与Ag+反应生成反应生成AgCl，使，使Ag+浓度降低，浓度降低，则：则：E测测 E偏偏 E 0，即平衡状态被破坏。，即平衡状态被破坏。产生一个对应于产生一个对应于E 量的电流量的电流I 流过滴定池。流过滴定池。在阳极（银电极）上发生反应：在阳极（银电极）上发生反应：Ag Ag+e 滴定池中继续发生次级反应：滴定池中继续发生次级反应：Ag+Cl-AgCl 当当Cl-未反应完全之前，溶液的电位始终不等于未反应完全之前，溶液的电位

7、始终不等于E偏，电解不断进行。偏，电解不断进行。当加入的当加入的Cl-反应完全后反应完全后，Ag+低于初始值，电解电流将持续流过电解池直到溶液中低于初始值，电解电流将持续流过电解池直到溶液中Ag+达达到初始值。此时到初始值。此时：E测测=E偏偏，E=0，使，使I电解电解=0，体系重新平衡。，体系重新平衡。电解停止。随着试样的不断加入，上述过电解停止。随着试样的不断加入，上述过程不断重复程不断重复。现在学习的是第11页，共16页卡尔卡尔 费休（费休（Karl Fisher）法测定微量水）法测定微量水基本原理：基本原理：利用利用I2 氧化氧化SO2 时，水定量参与反应。时，水定量参与反应。I2+S

8、O2+2H2O=2HI+H2SO4以上反应为平衡反应，需要破坏平衡：以上反应为平衡反应，需要破坏平衡：卡尔卡尔.费休试剂：由碘、吡啶、甲醇、费休试剂：由碘、吡啶、甲醇、二氧化硫、水按一定比例组成。二氧化硫、水按一定比例组成。（1）吡啶：中和生成的）吡啶：中和生成的HI（2）甲醇：防止副反应发生）甲醇：防止副反应发生电解产生碘。1 g水水对应对应10.722毫库仑电量。毫库仑电量。现在学习的是第12页，共16页极谱法和伏安法原理伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极作工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电极作工

9、作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流电压特电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。当以滴汞作工作电极时性曲线来进行定性和定量分析的方法。当以滴汞作工作电极时的伏安法，称为极谱法，它是伏安法的特例。的伏安法，称为极谱法，它是伏安法的特例。现在学习的是第13页，共16页基本装置13.1 极谱分析与极谱图极谱分析与极谱图一、极谱分析基本装置一、极谱分析基本装置阳极阳极阴极阴极改变电阻改变电阻(电压电压)测量测量(记录电压记录电压)绘制绘制 i-U曲线曲线(极谱曲线极谱曲线)现在学习的是第14页，共16页在环境监测中的应用微量酚的测定甲醛和乙醛的测定空气中二甲苯的测定空气中工业废水中镉、铜、锌、铅的连续测定水体中六价铬及总铬的测定农药残留量杀虫双的测定污水中汞钙镁钴的测定现在学习的是第15页，共16页现在学习的是第16页，共16页