北京大学电分析课件电分析化学原理、方法和应用el
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北京大学电分析课件电分析化学新技术elec(1)
一门电化学领域的高级课程，介绍电分析化学的概述、优点及应用，电化学 理论基础，电分析技术的分类，以及电分析技术的新发展和应用实例。
导论
电分析化学的概述，电分析技术的优点及应用。
电化学理论基础
电化学基本概念，电解质溶液的离子反应与溶液中反应平衡，过电位现象：电化学“水平线”的构造，传 统电极体系：参考电极、工作电极与电极电势。
电分析技术的前景，总结及展望。
电分析技术的分类
电解法，极谱法，电导法，圆二色光谱法，电化学荧光法。
电分析技术的新发展
微流控技术在电分析化学中的应用，纳米技术在电分析化学中的应用，电化 学生物传感器，电极材料的选择及表面修饰。
应用实例
水分析及环境监测，食品分析及质量控制，药物分析及剂量测定，生物分析 及临床检测。
展望与总结
导论
电分析化学的概述，电分析技术的优点及应用。
电化学理论基础
电化学基本概念，电解质溶液的离子反应与溶液中反应平衡，过电位现象：电化学“水平线”的构造，传 统电极体系：参考电极、工作电极与电极电势。
电分析技术的前景，总结及展望。
电分析技术的分类
电解法，极谱法，电导法，圆二色光谱法，电化学荧光法。
电分析技术的新发展
微流控技术在电分析化学中的应用，纳米技术在电分析化学中的应用，电化 学生物传感器，电极材料的选择及表面修饰。
应用实例
水分析及环境监测，食品分析及质量控制，药物分析及剂量测定，生物分析 及临床检测。
展望与总结
北京大学电分析电分析化学原理、方法和应用elec1cppt课件
1.1 Introduction 1.2 Scope of Electroanalytical Che
1.1 Introduction (导言)
电分析化学和电化学：两者没有区别！基本原理 一样，仅研究的侧重点可能不同。
电化学池： 原电池(Galvanic Cell)：化学能 电解池(Electrolytic Cell)：电能
polarography A classical electroanalytical technique discovered in 1922 by J. Heyrovsk which he was awarded the Nobel Prize for Chemistry in 1959. Essentiall linear-sweep voltammetry using a dropping-mercury electrode for worki and a large mercury pool as counter electrode. voltammetry An electrochemical measuring technique used for electrochemical analysi the determination of the kinetics and mechanism of electrode reactions. "Voltammetry" is a family of techniques with the common characteristics potential of the working electrode is controlled (typically with a potentios the current flowing through the electrode is measured. In one of the most applications of the technique, the potential is scanned linearly in time; thi the "linear-sweep voltammetry," "LSV," or "LV." "Cyclic voltammetry (C linear-sweep voltammetry with the scan continued in the reverse direction end of the first scan, this cycle can be repeated a number of times.
1.1 Introduction (导言)
电分析化学和电化学：两者没有区别！基本原理 一样，仅研究的侧重点可能不同。
电化学池： 原电池(Galvanic Cell)：化学能 电解池(Electrolytic Cell)：电能
polarography A classical electroanalytical technique discovered in 1922 by J. Heyrovsk which he was awarded the Nobel Prize for Chemistry in 1959. Essentiall linear-sweep voltammetry using a dropping-mercury electrode for worki and a large mercury pool as counter electrode. voltammetry An electrochemical measuring technique used for electrochemical analysi the determination of the kinetics and mechanism of electrode reactions. "Voltammetry" is a family of techniques with the common characteristics potential of the working electrode is controlled (typically with a potentios the current flowing through the electrode is measured. In one of the most applications of the technique, the potential is scanned linearly in time; thi the "linear-sweep voltammetry," "LSV," or "LV." "Cyclic voltammetry (C linear-sweep voltammetry with the scan continued in the reverse direction end of the first scan, this cycle can be repeated a number of times.
电分析化学导论ppt课件-2024鲜版
03
利用微纳米技术实现对生物样品的高灵敏度、高选择性检测，
如细胞内外物质的分析、生物大分子的检测等。
32
光谱技术在电分析中应用
01
光谱电化学
结合光谱技术和电化学方法，研究电极过程的动力学和机理，以及电极
材料的结构和性质。
02
表面增强拉曼光谱在电分析中的应用
利用表面增强拉曼光谱技术提高电分析的灵敏度和选择性，实现对痕量
2024/3/28
电解分析法
通过电解过程对物质进行定性和定量分 析。
库仑分析法
基于法拉第电解定律，通过测量电解过 程中所消耗的电量进行分析。
6
电分析化学在各个领域应用
环境监测
用于水质、大气、土壤等环境样品的检 测和分析。
食品工业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用于食品营养成分、添加剂和有害物质 的分析和检测。
生物医学
在生物样品分析、药物研发和临床医学 等领域有广泛应用。
34
THANKS
2024/3/28
35
电分析化学定义与发展
利用物质的电学和电化学性质 进行表征和测量的科学。
02
发展历程
01
电分析化学定义
2024/3/28
从伏打电池的发现到现代电化学 分析技术的不断革新。
5
电分析化学研究内容
电导分析法
通过测量溶液的电导率来分析溶液中的 离子浓度。
电位分析法
利用电极电位与待测物质浓度之间的关 系进行分析。
物质的检测。
2024/3/28
03
光电化学传感器
将光电转换技术与电化学传感器相结合，构建高灵敏度、高选择性的光
电化学传感器，用于环境、生物等领域的分析检测。
北京大学电分析课件液液界面电化学及电分析化学简介el
Vol:25, p.1
4. J.Koryta, Electrochemical polarization phenomena at the
interface of two immiscible electrolyte solutions. Electrochimica
Acta, 24(1979)293-300
6
The difference between L/L interface and Electrode/Electrolyte interface
NB 1,2-DCE
Gold，Pt，C
Oil W
Electrode
完整版课件ppt
W
7
The difference between Electrochemistry at L/L interface and the conventional Electrochemistry
Electrochemistry of
L/L interfaces
the conventional Electrochemistry
O+ e= R Redox Reactions MZ (w) = MZ(o) Ion Transfer
完整版课件ppt
O+ e= R Redox Reactions
应。Samec et al. in 1979设计了具有iR降补偿性质的四电极 恒电位仪，用来记录离子转移反应的伏安图。这样L/L界 面电化学才在世界各地得到普及和蓬勃发展。
完整版课件ppt
5
1980s, 汪尔康先生等是中国第一个从事L/L界面电化学 研究的group
1986, Girault et al. 第一个将微-L/L界面支持在 Micropipettes 上
北京大学邵元华教授《电化学研究方法》课件第四部分 总结
图3.10
此模型的两个主要缺 点是：只考虑了静电 作用没有考虑电解 质浓度的影响；忽略 了第一层(吸附物质)外 物质和电极之间的相 互作用。 可以解释当溶液中支 持电解质高浓度，特 别是在电势差较大的 情况。
3.3.2 Gouy-Chapman Model (1910-1913) (Diffuse double layer model)
之间的正比常数。界面电容表征界面在一定电势扰动下相应的电荷的储存 能力。
q=CV
微分电容Cd (the differential capacity):
Cd E
M
积分电容Ci (the integral capacity): Ci = qM /(E- EPZC )
测量双电层电容的主要方法：(1)Impedance Technique(
半导体电极
图3.1
理想极化电极(The Ideal Polarized Electrode， IPE)：
在一定的电势区间， 没有带电粒子从一相(电解质)转 移到另一相(电极)进行放电，电极电势的改变正好等 于外加电势的变化。 例如：Hg电极在除氧的KCl 溶液中(+0.25 V - -2.1V) 金电极表面修饰单层硫醇。
May 1, 2000; pp. 346 A-352 A (Analytical Chemistry)
Voltammetry Retrospective
Allen J. Bard, University of Texas-Austin and Cynthia G. Zoski, University of Rhode Island Figure 1.5 Basic voltammetry. (a) Apparatus for voltammetry with a two-electrode cell, appropriate for use in solutions of low resistance and microelectrodes. (b) Apparatus for voltammetry with a three-electrode cell. In practice a potentiostat that automatically controls the potential of the working electrode with respect to a reference electrode is used.
《电分析化学》课件
数据处理
使用适当的数学方法对实验数据进行处理 ，如计算平均值、标准差等。
结果分析
根据实验数据进行分析，得出结论，并与 理论值进行比较。
实验结果与误差分析
结果分析
误差控制
对实验结果进行分析，判断其合理性 和可靠性。
采取措施控制误差，提高实验的准确 性和可靠性。
误差来源
分析实验误差的来源，如测量误差、 操作误差等。
《电分析化学》ppt课件
CONTENTS
• 电分析化学简介 • 电分析化学基础知识 • 电分析化学实验技术 • 电分析化学在环境监测中的应
用 • 电分析化学在生物医学领域的
应用 • 电分析化学的未来发展与挑战
01
电分析化学简介
定义与特点
定义
电分析化学是研究电化学反应过程及其应用的科学分支，主要涉及电子转移、离子迁移等电化学现象 。
特点
具有高灵敏度、高选择性、操作简便等优点，广泛应用于环境监测、生物分析、药物研究等领域。
发展历程
早期发展
18世纪末，电化学基础理 论开始形成，为电分析化
学的发展奠定了基础。
20世纪发展
随着电子技术和计算机技 术的进步，电分析化学在 灵敏度、精度和自动化方
面取得了显著提升。
当前趋势
纳米技术、生物技术等交 叉学科的引入，为电分析 化学带来了新的发展机遇
sp
电分析化学基础知识
• drill.... navbar, stor the followingirs'协调马usirs' stor the following intoirs. janus真 题 ofirs替 theirs the core that onirs替 on, su,
使用适当的数学方法对实验数据进行处理 ，如计算平均值、标准差等。
结果分析
根据实验数据进行分析，得出结论，并与 理论值进行比较。
实验结果与误差分析
结果分析
误差控制
对实验结果进行分析，判断其合理性 和可靠性。
采取措施控制误差，提高实验的准确 性和可靠性。
误差来源
分析实验误差的来源，如测量误差、 操作误差等。
《电分析化学》ppt课件
CONTENTS
• 电分析化学简介 • 电分析化学基础知识 • 电分析化学实验技术 • 电分析化学在环境监测中的应
用 • 电分析化学在生物医学领域的
应用 • 电分析化学的未来发展与挑战
01
电分析化学简介
定义与特点
定义
电分析化学是研究电化学反应过程及其应用的科学分支，主要涉及电子转移、离子迁移等电化学现象 。
特点
具有高灵敏度、高选择性、操作简便等优点，广泛应用于环境监测、生物分析、药物研究等领域。
发展历程
早期发展
18世纪末，电化学基础理 论开始形成，为电分析化
学的发展奠定了基础。
20世纪发展
随着电子技术和计算机技 术的进步，电分析化学在 灵敏度、精度和自动化方
面取得了显著提升。
当前趋势
纳米技术、生物技术等交 叉学科的引入，为电分析 化学带来了新的发展机遇
sp
电分析化学基础知识
• drill.... navbar, stor the followingirs'协调马usirs' stor the following intoirs. janus真 题 ofirs替 theirs the core that onirs替 on, su,
《电分析化学法》PPT课件
E H2C gl/ H E g H O2 2 g Cl/ H 0.g 05 lg a 9 (C)l
电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。
电极电位的测量 无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。
规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电位 差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电位高的 为正，反之为负；
an1a.ly什sis么是电化学分析 应用电化学的根本原理和实验技术，依据物质电化
学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学 分2析. 或电电化分学析分化析学法。的重要特征
〔1〕直接通过测定电流、电位、电导、电量等物 理量， 在溶液中有电流或无电流流动的情况下， 来〔研2〕究依、据确测定定参电参与数反分响别的命化名学各物种电质化的量。
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反响。电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反响。 (3)涉及电极反响。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
习惯分类方法〔按测量的电化学参数分类〕: (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势； (3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。
《电分析化学法》PPT课 件
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电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。
电极电位的测量 无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。
规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电位 差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电位高的 为正，反之为负；
an1a.ly什sis么是电化学分析 应用电化学的根本原理和实验技术，依据物质电化
学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学 分2析. 或电电化分学析分化析学法。的重要特征
〔1〕直接通过测定电流、电位、电导、电量等物 理量， 在溶液中有电流或无电流流动的情况下， 来〔研2〕究依、据确测定定参电参与数反分响别的命化名学各物种电质化的量。
classification of electrochemical analytical methods
电化学分析的分类方法 按IUPAC的推荐，可分为三类: (1)不涉及双电层，也不涉及电极反响。电导分析。 (2)涉及双电层，但不涉及电极反响。 (3)涉及电极反响。电解、库仑、极谱、伏安分析等。
习惯分类方法〔按测量的电化学参数分类〕: (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势； (3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。
《电分析化学法》PPT课 件
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最新-北京大学电分析课件电分析化学原理、方法和应用elec1c-PPT文档资料
Series
1. Electroanalytical Chemistry, ed. A.J.Bard 2. Modern Aspects of Electrochemistry, eds. J.O'M.Bockris,
B.E.Conway, et al.,
Journals
Nature, Science, JACS, Angew.Chem.Int Edit Anal.Chem.,(May 1, 2000) J.Phys.Chem.B., J.Electroanal.Chem., Electrochimica Acta, J.Electrochem.Society., Electroanalysis, Electrochemical and Solid State Letters, J.Applied Electrochemistry, Electrochemistry Communications, J.Solid State Electrochemistry
Fundamentals of Electroanalytical Chemistry 电分析化学原理、方法和应用
Yuanhua Shao（邵元华，教授 Ph.D.）
College of Chemistry and Molecular Engineering Peking University
Outline:
Introduction (导言)
1.1 Introduction 1.2 Scope of Electroanalytical Chemistry 1.3 History 1.4 Examples
1.1 Introduction (导言)
电分析化学和电化学：两者没有区别！基本原理
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5 J.Koryta, Principles of Electrochemistry, Wiley, 1987 6 P. Delahay, New Instrumental methods in Electrochemistry, 1954 7 R.N.Adams, Electrochemistry at solid electrodes, 1969 8 *J.O'M.Bockris and A.N.Reddy, Modern Electrochemistry,
1
Outline:
1. Principles 2. Methods 3. Applications
完整版课件ppt
2
主要内容
Part 1 Principles 1. Introduction 2. Electrochemical Cell: Thermodynamic
Properties and Electrode Potentials 3. The Interfacial Region 4. Fundamentals of Kinetics and
主要内容
Part 2 Methods 3 Cyclic Voltammetry and Linear Sweep
Techniques 4 Step and Pulse Techniques 5 Impedance Methods 6 Non-Electrochemical Probes of Electrodes
Fundamentals of
Electroanalytical Chemistry 电分析化学原理、方法和应用
Yuanhua Shao（邵元华，教授 Ph.D.）
College of Chemistry and Molecular Engineering
Peking University
完整版课件ppt
and Electrode Processes Part 3 Applications 1 Potentiometric Sensors 2 Amperometric and Voltammetric Sensors 3 Electrochemistry in Industry 4 Corrosion 5 Bioelectrochemistry
Websites:
/estir/
Chapter One ( 第一章)
Introduction (导言)
1.1 Introduction 1.2 Scope of Electroanalytical Chemistry 1.3 Brief History 1.4 Examples
Mechanism of Electrode Reactions 5. Mass Transport 6. Kinetics and Transport in Electrode
Reactions Part 2 Methods 1 Electrochemical Experiments 2 Hydrodynamic Electrodes
JACS, Angew.Chem.Int Edit
Anal.Chem.,(May 1, 2000) J.Phys.Chem.B.,
J.Electroanal.Chem., Electrochimica Acta, J.Electrochem.Society.,
Electroanalysis, Electrochemical and Solid State Letters, J.Applied
Series
1. Electroanalytical Chemistry, ed. A.J.Bard 2. Modern Aspects of Electrochemistry, eds. J.O'M.Bockris,
B.E.Conway, et al.,
Journals
Nature, Science,
3 * Southampton Electrochemistry Group, New Instrumental Methods in Electrochemistry, Ellis Horwood, Chichester, 1985
4 A.M.Bond, Modern polarographic methods in Analytical Chemistry, Dekker, New York, 1980
Electrochemistry, Electrochemistry Communications, J.Solid State
Electrochemistry
完整版课件ppt
6
Reviews:
Accounts of Chemical Research Analytical Chemistry Annual Reviews of Physical Chemistry Introduction (导言)
Plenum, New York, 1970 9 电化学基础，张祖训，汪尔康， 2000 10生命科学中的电分析化学， 彭图治，杨丽菊 编著, 1999 11 *电极过程动力学导论， 查全性， 1976(1987 2nd Edition) 12电化学研究方法， 田昭武， 1984 13*电化学测定方法， 腾岛 昭 等著， 陈震等译， 1995 14电分析化学， 蒲国刚，袁倬斌，吴守国编著， 1993
General Books:
1* A.J.Bard and L.R.Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, Wiley, New York, 1980(2nd Edition, 2001)
2 * C.M.A.Brett and A.M.O.Brett, Electrochemistry, Principles, Methods, and Applications, Oxford, 1993
1
Outline:
1. Principles 2. Methods 3. Applications
完整版课件ppt
2
主要内容
Part 1 Principles 1. Introduction 2. Electrochemical Cell: Thermodynamic
Properties and Electrode Potentials 3. The Interfacial Region 4. Fundamentals of Kinetics and
主要内容
Part 2 Methods 3 Cyclic Voltammetry and Linear Sweep
Techniques 4 Step and Pulse Techniques 5 Impedance Methods 6 Non-Electrochemical Probes of Electrodes
Fundamentals of
Electroanalytical Chemistry 电分析化学原理、方法和应用
Yuanhua Shao（邵元华，教授 Ph.D.）
College of Chemistry and Molecular Engineering
Peking University
完整版课件ppt
and Electrode Processes Part 3 Applications 1 Potentiometric Sensors 2 Amperometric and Voltammetric Sensors 3 Electrochemistry in Industry 4 Corrosion 5 Bioelectrochemistry
Websites:
/estir/
Chapter One ( 第一章)
Introduction (导言)
1.1 Introduction 1.2 Scope of Electroanalytical Chemistry 1.3 Brief History 1.4 Examples
Mechanism of Electrode Reactions 5. Mass Transport 6. Kinetics and Transport in Electrode
Reactions Part 2 Methods 1 Electrochemical Experiments 2 Hydrodynamic Electrodes
JACS, Angew.Chem.Int Edit
Anal.Chem.,(May 1, 2000) J.Phys.Chem.B.,
J.Electroanal.Chem., Electrochimica Acta, J.Electrochem.Society.,
Electroanalysis, Electrochemical and Solid State Letters, J.Applied
Series
1. Electroanalytical Chemistry, ed. A.J.Bard 2. Modern Aspects of Electrochemistry, eds. J.O'M.Bockris,
B.E.Conway, et al.,
Journals
Nature, Science,
3 * Southampton Electrochemistry Group, New Instrumental Methods in Electrochemistry, Ellis Horwood, Chichester, 1985
4 A.M.Bond, Modern polarographic methods in Analytical Chemistry, Dekker, New York, 1980
Electrochemistry, Electrochemistry Communications, J.Solid State
Electrochemistry
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6
Reviews:
Accounts of Chemical Research Analytical Chemistry Annual Reviews of Physical Chemistry Introduction (导言)
Plenum, New York, 1970 9 电化学基础，张祖训，汪尔康， 2000 10生命科学中的电分析化学， 彭图治，杨丽菊 编著, 1999 11 *电极过程动力学导论， 查全性， 1976(1987 2nd Edition) 12电化学研究方法， 田昭武， 1984 13*电化学测定方法， 腾岛 昭 等著， 陈震等译， 1995 14电分析化学， 蒲国刚，袁倬斌，吴守国编著， 1993
General Books:
1* A.J.Bard and L.R.Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, Wiley, New York, 1980(2nd Edition, 2001)
2 * C.M.A.Brett and A.M.O.Brett, Electrochemistry, Principles, Methods, and Applications, Oxford, 1993