伏安分析法教案

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伏安法测电阻教学设计(共6篇)

伏安法测电阻教学设计(共6篇)

伏安法测电阻教学设计(共6篇)第1篇:伏安法测电阻教学设计第十三章第三节《“伏安法”测电阻》教学设计方案课题名称“伏安法”测电阻科目物理年级九年级(4)班教学时间1课时(45分钟)学习者分析九年级学生一般特征方面;1、学生抽象逻辑思想能力提高了,独立判断性明显发展,有明显成人感,自我管理能力提高了。

2、入门能力方面:能在实验探索活动中,能自己进行料想假设,并能根据假设制定实验规划设计实验,有较强的操作能力,能自主进行实验和手记证据并通过交流合作总结得到结论。

在理论学习中能有较强分析、推理能力,会运用图书等媒体查找参考资料。

3学习风格方面:喜欢动手操作,实验探索是最好的对手方式,更喜欢小组讨论的形式,对书面的试题,应该是会从容的面对,会理性的自主学习。

教学目标一、情感态度和价值观1.通过实验探索培养学生的分析归纳能力,竞争意识和合作精神。

2.培养学生保险操作意识。

二、过程和方法1、使学生进行科学探索,学会丈量电阻及减少误差的方法。

2、通过合作交流,让学生学会分析实验数据的方法三、知识和技能1.知道“伏安法”测电阻的原理。

2.学习拟定简单的科学探索规划和实验方案,了解了信息的收集和处理方法,初步形成对信息的高效性判断的意识,培养初步的信息收集和处理能力。

3.会用电压表、电流表测电阻。

4.会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验讲演。

教学着重、难点着重:1.根据实验课题的要求设计实验电路图,了解正确的操作顺序。

2.伏安法测电阻的原理和丈量方法。

难点:1如何根据实验的需要选择适当的器材。

2根据实验电路图进行实物连接,并且排除教学过程中出现的种种故障。

教学资源每小组同学准备2节带电池盒的干电池、开关、带灯座的小灯泡(2.5v)、定值电阻(20Ω)、滑动变阻器、导线若干。

教师自制多媒体课件。

上课环境多媒体大屏幕环境。

《“伏安法”测电阻》教学过程描述教学活动1(一)复习旧知1、欧姆定律的内容是什么?2、欧姆定律的公式是什么?它的变形公式又是什么?可以用这些变形公式求哪些物理量? 一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。

九年级物理《伏安法测电阻》教案、教学设计

九年级物理《伏安法测电阻》教案、教学设计
九年级物理《伏安法测电阻》教案、教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解电阻的定义,理解电阻对电流的阻碍作用,掌握电阻的单位及换算关系。
2.掌握伏安法的原理,学会使用电压表、电流表测量电阻,并能正确读取数据。
3.学会通过实验观察电阻与电流、电压之间的关系,掌握欧姆定律的表达式。
4.能够运用所学的知识,解决实际电路中与电阻相关的问题。
(二)过程与方法
在本章节的教学过程中,引导学生采用以下过程与方法:
1.通过实验观察、数据分析,培养学生动手实践能力和科学探究精神。
2.采用问题驱动法,激发学生思考,引导学生运用已学的知识解决实际问题。
3.组织小组讨论,促进学生之间的交流与合作,提高学生的团队协作能力。
4.引导学生运用控制变量法,探究电阻与电流、电压之间的关系,培养学生科学的思维方法。
2.演示实验操作:现场演示伏安法测电阻的实验步骤,强调操作注意事项,如电路连接、仪器使用等。
3.分析电阻与电流、电压之间的关系:讲解欧姆定律,引导学生理解电阻与电流、电压之间的定量关系。
4.知识拓展:介绍电阻的串并联特性,以及在实际应用中的注意事项。
(三)学生小组讨论
1.教学活动设计:将学生分成若干小组,针对伏安法测电阻的实验原理、操作步骤、数据分析和注意事项进行讨论。
3.提醒学生关注实验安全,养成良好的实验习惯。
4.鼓励学生在课后进行拓展学习,如了解不同材料的电阻特性,进一步拓宽知识视野。
五、作业布置
1.基础知识巩固:请学生完成课后练习题,重点加强对伏安法测电阻原理、操作步骤及数据分析的理解和应用。
-练习题一:根据伏安法测电阻的原理,简述如何使用电压表、电流表测量电阻。
5.关注学生个体差异,针对不同学生的学习需求,给予个性化的指导与帮助,使全体学生都能在原有水平上得到提高。

极谱分析法和伏安分析法优秀课件

极谱分析法和伏安分析法优秀课件

E E O 0.059 lg A (id i) / k A
n
B (i) / kB
E O 0.059 lg ( AkB id i )
n
BkA i
E' 0.059 lg ( id i )
n
i
当i=1/2id时的电位即为半波电位
E=E’ 即电极电位与浓度无关,故可利 用半波电位进行定性分析
n 减小措施
加入大量的支持电解质
(3)极谱极大
n 现象 n 产生的原因
溪流运动
n 消除方法
加入小量极大抑制剂 (表面活性剂)
(4) 氧波与氢波
(5) 其他概念: 可逆与不可逆波 氧化波与还原波
Ø 可逆波: 电流只受扩散控制 Ø 不可逆波: 电流受扩散速度和 电极反应速度控制
Ø还原波(阴极波)(电 流为正)
Id正比于c的条件
依据公式: id =K c 可进行定量计算。
极限扩散电流 由 极谱图上量出, 用波高 直接进行计算。
(3) 应用方法
直接比较法 标准曲线法 标准加入法
cx
hx hs
cs
hX Kcs
H K (VX cX Vscs ) VX VS
cX
(VS
VS cS hX VX )H VX hX
③ 电流急剧上升阶段 这在半波电位附近
④ 极限扩散区
此时达到极限电流值, 称为极限电流。
C0 0
i C C0
δ→常数, id= kC , id 称为极限扩散电流
(3)涉及概念
极化 浓差极化及形成条件
极化电极A小,反应离子数/单位面积 大,Cs→0
C低 静止
极化电极与去极化电极
Zn2+

循环伏安法测定电极反应参数教案设计

循环伏安法测定电极反应参数教案设计

循环伏安法测定电极反应参数-教案设计一、教学目标:1. 理解循环伏安法的原理及其在电化学分析中的应用。

2. 学会使用循环伏安法测定电极反应参数。

3. 能够分析循环伏安图,并解读实验结果。

二、教学内容:1. 循环伏安法的原理介绍。

2. 循环伏安法实验步骤及操作方法。

3. 循环伏安图的解析与实验结果分析。

三、教学准备:1. 实验室用具:循环伏安仪、电极、电解质溶液、导线等。

2. 教学材料:教案、PPT、实验指导书等。

四、教学过程:1. 导入:通过引入电化学分析法,引导学生了解循环伏安法在电化学分析中的应用。

2. 讲解循环伏安法的原理,包括法拉第电解定律、电极反应等基本概念。

3. 演示循环伏安法的实验步骤,并讲解操作方法。

4. 分组讨论:学生分组进行实验,观察并记录循环伏安图。

5. 解析循环伏安图,引导学生掌握图谱的解读方法。

6. 总结实验结果,分析电极反应参数。

五、教学评价:1. 学生能理解循环伏安法的原理及其应用。

2. 学生能熟练操作循环伏安仪,完成实验并记录数据。

3. 学生能分析循环伏安图,并正确解读实验结果。

4. 学生能运用所学知识,解决实际问题。

六、教学重点与难点:重点:1. 循环伏安法的原理及其在电化学分析中的应用。

2. 循环伏安法实验步骤及操作方法。

3. 循环伏安图的解析与实验结果分析。

难点:1. 循环伏安图的解析与实验结果分析。

2. 电极反应参数的确定与计算。

七、教学方法:1. 采用讲授法讲解循环伏安法的原理和实验操作方法。

2. 使用演示法展示实验过程,引导学生观察循环伏安图。

3. 分组讨论法:学生分组进行实验,交流讨论实验现象和结果。

4. 案例分析法:分析实际案例,帮助学生理解循环伏安法在实际应用中的重要性。

八、教学步骤:1. 循环伏安法的原理讲解:通过PPT展示循环伏安法的原理和相关概念。

2. 实验操作演示:演示循环伏安法的实验步骤,包括溶液准备、电极安装、仪器设置等。

3. 学生实验操作:学生分组进行实验,操作循环伏安仪,观察并记录循环伏安图。

《伏安分析法》PPT课件

《伏安分析法》PPT课件

❖ ⑤尤考维奇(D.Ilkovič) 1934年 扩散电流理论/电流方程式奠定经 典极谱定量分析基础
❖ ⑥尤考维奇(D.Ilkovič) 1935年 极谱波方程式定量基础
方法与仪器
❖ 交流示波极谱 1938/1958 B. Breyer ❖ 极谱滴定 1939 I. M. Kolthoff&T. D.
方法 测量物 电极面
理量

电位分 电位、 -析法 电动势
电解分 电重量、 大面积 析 电量
极化
无浓差 极化
尽量减 小极化
电流 ~0 有电流
待测物 浓度 --
较高浓 度
待测物 消耗量
极小
完全消 耗
伏安法 电流 小面积 完全浓 有电流 稀溶液 极小 差极化
历史及发展
❖ ①G. Cippman 1873年 汞与电解溶液接界面上的表面张力与外加汞电极电 压间关系
浓差极化: 由于电解过程中电极表面离子浓 度与溶液本体浓度不同而使电极电位偏离平 衡电位的现象。
电化学极化: 因电化学反应本身的迟缓而造 成电极电位偏离可逆平衡电位的现象称为电 化学极化。 注意:由于电解过程中电极表面的浓差极化是 不可避免的现象,外加电压要严格控制工作电 极上的电位大小就要求另一支电极为稳定电位 的参比电极,实际上由于电解池的电流很大, 一般不易找到这种参比电极,故只能再加一支 辅助电极组成三电极系统来进行伏安分析。
改变电阻(电压) 测量(记录电压)
阳极
阴极
可分为三个基本部分 : 外加电压装置:提供可变的外加直流电压 (分压器) 电流测量装置:包括分流器,灵敏电流计 电解池:极谱法装置的特点明显反映在电 极上
参比电极――是去极化电极,其电极电位不随 外加电压的变化而变化,通常用饱和甘汞电极 (SCE),接于电解池外边,用盐桥与电解池 连接。

最新第5章伏安分析法ppt课件

最新第5章伏安分析法ppt课件
减免if的方法:提高试剂的纯度
。如使用二次蒸馏水及规格在AR级 以上的试剂。
残余电流
B. 电容电流(ic):电容电流来源于滴汞电极同溶液界面上双电层的充电 过程。是ir的主要组成部分。
a. ic的产生:
①. 断路:对甘汞电极而言,汞层与溶液之间存在双电层结构,Hg表 面带+电荷,溶液带-电荷,Hg对溶液有一定的电位差(0.3338V);对 DME,汞滴自由下落,不带电荷,Hg对溶液的电位差为0。 ②. 短路:由于甘汞电极上,Hg对溶液有一定的电位差,Hg表面带
a. 平行线法 ( 图 5-3): (波形良好的极谱图)
b. 三切线法 ( 图 5-4):
2. 定量分析方法
(1).直接比较法:
相同将的浓实度验为条件Cs下的,标分准别溶作液出及极浓谱度图为,测Cx得的其未波知高溶。液由在式:
两式相除得hs:=Kcs
(2). 工作曲线法
c x =hhxxcs=/Khcsx
平均极限扩散电流(μA),即代表汞滴自开始形成到落下过
程中汞滴上的平均电流。n---电极反应中的电子转移数 ; D--电极上起反应物质在溶液中的扩散系数(cm2/s ) ;m-汞流速度(mg/s);c---被测物质的浓度(mmol/l)。
(id)τ=706nD1/2m2/3τ1/6c (id)t=706nD1/2m2/3t1/6c
散电流,用id表示 。id正比于溶液中
Cd2+的浓度。
扩散电流方程式----极谱定量分析的基础
Ilkovic经过推倒,对DME,K可用下时表示: K=607nD1/2m2/3t1/6
id= 607 n D 1/2 m 2/3 t 1/6 c
上式即为-扩散电流方程式---尤考维奇方程式。式中 :id为

伏安法测电阻教案

伏安法测电阻教案一、教学目标:知识与技能:1. 理解伏安法测电阻的原理;2. 学会使用电压表和电流表进行测量;3. 能够计算电阻值。

过程与方法:1. 通过实验探究电阻与电压、电流的关系;2. 学会使用控制变量法进行实验。

情感态度价值观:1. 培养学生的实验操作能力;2. 培养学生团队合作精神;3. 培养学生对科学的热爱和探究精神。

二、教学重点与难点:重点:1. 伏安法测电阻的原理;2. 电压表和电流表的使用方法;3. 电阻值的计算。

难点:1. 实验过程中的数据处理;2. 控制变量法的运用。

三、教学准备:器材:1. 电压表;2. 电流表;3. 电阻箱;4. 导线;5. 电源。

环境:实验室。

四、教学过程:步骤1:引入新课1. 提问:什么是电阻?为什么我们需要测量电阻?2. 引导学生思考电阻在电路中的作用。

步骤2:讲解伏安法测电阻的原理1. 介绍伏安法测电阻的原理;2. 讲解电压表和电流表的使用方法;3. 讲解如何计算电阻值。

步骤3:实验操作1. 分组进行实验;2. 学生动手操作,测量电阻值;3. 教师巡回指导,解答学生疑问。

步骤4:数据处理与分析1. 学生整理实验数据;2. 教师引导学生分析电阻与电压、电流的关系;3. 学生总结实验结论。

步骤5:课堂小结1. 学生回顾本节课所学内容;2. 教师强调注意事项;3. 学生提问,教师解答。

五、课后作业:1. 复习伏安法测电阻的原理及实验操作方法;2. 完成实验报告,包括实验数据、分析及结论;3. 预习下一节课内容。

六、教学评价:1. 学生能理解伏安法测电阻的原理,并掌握电压表和电流表的使用方法;2. 学生能够独立完成电阻值的计算;3. 学生能够运用控制变量法进行实验探究;4. 学生具备一定的实验操作能力和团队合作精神。

七、教学反思:在教学过程中,教师应关注学生的学习反馈,及时调整教学节奏和难度,确保学生能够理解和掌握伏安法测电阻的方法。

教师要注重培养学生的实验操作能力和团队合作精神,引导学生主动探究科学知识。

“伏安法”测电阻+精品教案

教学方案1.滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变R两端的电压或电路中电流大小。

2.本实验中多次测量的目的是:多次测量求平均值从而减小误差。

3.连接电路时,开关应断开,滑动变阻器应置于阻值最大处。

板书:1.原理:R=U/I2.方法:伏安法3.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。

4.滑动变阻器的作用:(1)改变R两端的电压或电路中电流大小(2)保护电路【ppt6】实验步骤:1.调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物;调节滑动变阻器到阻值最大端。

2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数I、电压表的示数U,并记录在表格中;3.电压表和电流表要注意选择适当的量程。

4.根据公式R=U/I计算出R的值。

【ppt7】进行实验:实验视频【ppt8】实验数据:调节滑动变阻器的滑片,改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算R的平均值。

师生根据电流表、电压表、滑动变阻器的作用和使用方法共同设计实验电路。

学生根据电路图连接实物图进行探究实验。

实验数据的收集和处理学生在老师的引导下分析、思考、提出观点巩固电流表、电压表、滑动变阻器的作用和使用方法培养学生的动手操作能力培养学生制表和作图的能力培养学生分析实验数据,总结实验结论的能力提高学生根据以往知识进行分析的能力,板书:5.原理图:6.数据处理:多次测量求平均值从而减小误差二、实验:伏安法测小灯泡电阻1.将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。

2.多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻。

3.比较计算出的几个数值,看看每次算出的电阻的大小相同吗?有什么变化规律吗?4.如果出现的情况和测量定值电阻时不同,你如何解释?与同学交流一下。

【ppt9】实验目的:用电压表、电流表间接测电阻实验原理:R=U/I测量的量:(1)导体两端的电压U(2)电路中的电流I实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。

初中物理伏安法测电阻教案

初中物理-伏安法测电阻教案一、教学目标1. 让学生掌握伏安法测量电阻的实验原理和实验操作方法。

2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3. 培养学生的实验操作能力、观察能力和数据分析能力。

二、教学内容1. 伏安法测量电阻的实验原理2. 伏安法测量电阻的实验操作步骤3. 实验数据的处理方法4. 实验注意事项三、教学重点与难点1. 教学重点:伏安法测量电阻的实验原理、实验操作方法和数据处理。

2. 教学难点:实验数据的处理方法,实验注意事项。

四、教学方法1. 讲授法:讲解伏安法测量电阻的实验原理、实验操作方法和数据处理。

2. 实验法:学生分组进行实验,实践操作,观察现象。

3. 讨论法:学生分组讨论实验结果,分析问题,解决问题。

五、教学过程1. 导入新课:回顾欧姆定律的内容,引导学生思考如何测量电阻。

2. 讲解伏安法测量电阻的实验原理:引导学生理解伏安法测量电阻的原理,解释电压、电流和电阻之间的关系。

3. 讲解伏安法测量电阻的实验操作步骤:详细讲解实验操作步骤,包括连接电路、调节仪器、记录数据等。

4. 实验操作:学生分组进行实验,实践操作,观察现象。

5. 数据处理:讲解实验数据的处理方法,引导学生运用物理知识解决实际问题。

6. 实验注意事项:讲解实验过程中的注意事项,如安全操作、仪器的正确使用等。

7. 课堂小结:总结本节课的主要内容和知识点。

8. 课后作业:布置相关作业,巩固所学知识。

9. 拓展与思考:引导学生思考伏安法测量电阻在实际生活中的应用。

10. 课堂反馈:收集学生对课堂教学的反馈意见,为下一步教学提供参考。

六、教学评价1. 评价学生对伏安法测量电阻的实验原理的理解程度。

2. 评价学生对伏安法测量电阻的实验操作的熟练程度。

3. 评价学生对实验数据的处理能力和分析问题的能力。

七、教学资源1. 实验器材:电压表、电流表、电阻器、导线、电源等。

2. 教学课件:用于展示实验原理、操作步骤和数据处理方法。

初中物理伏安法测电阻教案

初中物理电学实验——伏安法测电阻【教学目标】1、学会用伏安法测电阻2、学生能正确熟练的使用仪器进行实验操作并能排除故障3、了解欧姆定律的应用【教学重点】设计实验电路图、掌握正确的操作顺序【教学难点】根据电路图进行实物连接,排除接线中的故障【教学过程】1 定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。

2、实验:1)实验目的:用伏安法测量电阻阻值2)原理:I=U/R3)实验器材:电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻、导线4)电路图:(右图)5) 步骤:①根据电路图连接实物。

连接实物时,必须注意:开关应断开② 检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。

实验次序U/V I/A R/Ω123③算出三次Rx的值,求出平均值。

④整理器材5 讨论:(1)本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。

(3)如图是两电阻的伏安曲线,R1>R2 则R1<R2(4)简单电路的故障A、电流表有示数、电压表没有示数-------故障:R短路B、电流表无示数、电压表有示数-------故障:R断路(5)应用:动态电路分析P当滑片P向左滑动时,电压表、电流表之间的示数变化【典型例题】小明同学利用电压表和电流表测量电阻R1阻值(约9欧左右),电源选用两节干电池(1) 按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路(2) 该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,你认为发生故障的原因可能是和(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将________(填“增大”、“减小”、“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R=____Ω。

你认为这个结果可靠吗?理由是______________________________________________。

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第七章伏安分析法§7-1 极谱分析法原理定义Ⅰ:以测定电解池电解过程中的i-u曲线为基础的分析方法称伏安分析法。

原理图见图(1)V+-检流计G伏特计图(1)图(2)定义Ⅱ:使用滴汞电极为工作电极的伏安分析法。

对于图(1)若电解CdCl2溶液阴极 Cd2++2e=Cd 阳极 2OH-―2e=H2O+1/2O2E外φ0图(3)大面积,充分搅拌E外-Ed=iR 、Ed=φO2/H2O-φCd2+/Cd,i-u曲线见图(3)E d:Cd2+的分解电压对极谱分析:阴极 Cd2++2e=Cd阳极 Hg-2e+2Cl-=Hg2Cl2滴汞电极电位与外加电压u=(ΦS·C·E-φd·e)+iR (小)则u=ΦS·C·E-φd·eu=-φd·eΦ=Φ0+(RT/nF)lnCI-φd·e曲线称为极谱波和I-U曲线重合φ图(4)对于极谱分析、溶液静止、电极很小、电流密度大,电极表面M2+迅速,被还原,电极表面M2+浓度为C(<C)。

M此时电极电位ΦM=Φ0 M2+/ M+(RT/2F)lnC MΦM偏离Φ,这种电流通过电极时,电极电位偏离平衡值的现象称极化现象。

由于电极表面的浓度C M与本体溶液的浓度C的差异引起的极化现象称浓差极化。

一、极谱定量分析的基础—扩散电流Φ=Φ0+(RT/nF)lnC电解进行,C↓,假设电极反应是快速反应,则电解电流的大小与M n+离子扩散到电极表面的速度有关。

i d∝C-C M i d—扩散电流当C M→ο i d∝C即I d=Kc式中:I d——极限扩散电流=i(极限电流)-i0(残余电流)K——尤科维奇常数 K=607nD1/2m2/3t1/6D——扩散系数,与离子强度、淌度、粘度、T、ε(介电常数)有关 m——汞流速度 mg/st——滴汞周期s影响I d因素①T每增加1度,I d增加1.3%,故T±0.5,误差<1%②m、t(毛细管特性)m=k1p t=k2/p∴m2/3t1/6=(k1p/φ)2/3(k2/p)1/6=k/p2 p∝h ∴id∝h1/2极谱波的组成:1.残余电流,外加电压未达M n+分解电压①-②2.电流上升部分②-④3.极限扩散电流部分④-⑤三.半波电位—极谱定性分析基础对于电极反应A+ne=Bφd·e=Φ0+(0.059/n)lg(r A·C A,e / r B·C B,e) …①A在电极上浓度及活度系数B在电极上浓度及活度系数-Id=k A C A …②未达极限电流前 id=k A(C A-C A,e) …③由②、③可得C A,e=(-Id+id)/k A …④根据法拉第定律C B,e=-id/k B …⑤④、⑤代入①得φd ·e =Φ+(0.059/n)lg(r A ·k B / r B ·k A ) (id -i ) /i …⑥式中:Φ0、r A 、r B 、k A 、k B 为常数 ∴φd ·e =Φ´+(0.059/n)lg (Id -id )/id当id =1/2Id 时,φ1/2=Φ+(0.059/n)lg(r A ·k B / r B ·k A ) => 常数∴半波电位与被测离子浓度无关,而与被测离子性质有关。

φφ1/2C C C 112233Id Id Id§7-2极谱定量测试方法1.直接比较法分别测试标准溶液和未知溶液的波高hs 、hx hs =kCshx =kC x => C x =Cs hx / h s要求:底液组成相同,温度、毛细管汞压相同。

2.标准曲线法作h -C 曲线,测未知样hx ,可求出Cx 大量同类样品测试时采用。

3.标准加入法先测未知样波高hx ,再加入标准溶液测波高H hx =kCxH =k(CxV o +CsVs)/(V +Vs)Cx =CsVs hx/ [H(V +Vs)-hx V] => 标准加入法基本公式4.波高测量方法①平行线法②三切线法§7-3干扰电流及其消除方法由于干扰电流的存在,会影响测试,故有必要对干扰电流来源进行分析,干扰电流有:一、残余电流定义:被测物质分解之前存在的微子电流。

产生原因:①电解电流(次):易分解杂质产生②充电电流(主):汞滴表面与溶液形成双电层,与参比电极相连后产生充放电现象,它随汞滴表面周期性变化。

a-b:甘汞正电迁移到滴汞表面正电荷形成双电层–I,随着u↑,由于负极接甘汞,得负电荷,抵销正电,充电电流减少,至b点消失。

b-c:u↑,负电荷形成双电层,正的充电电流+i,c→被测离子电解、扩散电流形成。

充电电流影响:限制灵敏度克服方法:新极谱法(方波、脉冲)二.迁移电流产生原因:电解池两极对被测离子产生的静电引力,造成的迁移现象引起的电流。

消除方法:加支持电解质,使i迁→0 常用:KCl、HCl、H2SO4要求:惰性三.极大(畸峰)产生原因:汞滴表面不均匀,张力不匀,引起汞滴周围溶液流动,从而产生被测离子快速到电极表面,i↑消除方法:加入少量表面活性剂如:Tx-10φ四.氧波产生原因:O2+2H++2e→H2O2φ1/2-0.2VH2O2+2H++2e→2H2O φ1/2-0.8V-0.2V~-0.8V是很多元素的起波范围,因此有干扰。

消除方法:①通H2、N2②加入还原剂(例Na2SO3(中、碱性))2SO32-+O2→2SO42-,但H+高时SO32-→H2SO3→SO2五.氢波产生原因:酸性溶液中H+在-1.2V可被还原,故半波电位起过-1.2V的物质不能测定,如:Co、Ni、Mn、M+、M2+消除方法:但在碱性溶液中可以φH+/H2=K±2.303/2FlgаH+六.叠波产生原因:若Δφ1/2<0.2 极谱波重叠产生干扰消除方法:①络合 Ni2+ Zn2+ [Ni(NH3) 4] 2+ [Zn(NH3) 4] 2+1.06V 1.09V 1.14V -1.38V②分离或改变价态七.前波产生原因:半波电位高的元素含量高时,掩盖后波。

消除方法:化学还原法§7-4新极谱法一、经典极谱分析的特点与不足(一)特点1.试样量小,分析速度快2.可同时测定3.重复性好4.应用范围广金属离子、络合物、阴离子、有机化合物(二)不足1.充电电流存在,灵敏度受到限制 <10-5M/L2.分辨率差:Δφ1/2<0.2时分不开3.分辨比差:前波干扰由于存在上述不足,科学工作者在此基础上不断加以改进,发明了许多新的极谱分析方法。

二、单扫描极谱(线性扫描极谱法)1.工作原理:在极谱电解池两极加上一个随时间作线性变化的直流电压(锯齿波),由于加入电压(流)(0.5V/S,经典0.2V/min)变化速度快,故当达到被测物分解电压,被测物质迅速还原,因而产生很大电流,由于反应速度快,电极表面浓度迅速降低,来不及扩散,产生一个峰值电流。

对于可逆的电极反应,电流方程式:i p=2.69×105n3/2D1/2U1/2A C 式中:U——电压扫描速度V/S A——电极面积由于i p比i d大很多,故电容电流小,所以可提高分析灵敏度,灵敏度可达10-7M/L,分辨率可提高40mV即可。

2.优点①灵敏度高②快速简便(方波器读数)③分辨率高④前波干扰小⑤可不除氟,因为氧波不可逆,测不出峰值电流⑥ip测量精密度高三、极谱催化波这种分析方法是在电化学和化学动力学理论的基础上发展起来的,具有高灵敏度和选择性。

其方法是:电极反应过程中引入一个化学反应,将二者结合起来,使电解电流增大,从而提高灵敏度的方法。

(一) 可逆波,不可逆波,动力波、催化波 可逆波:仅受扩散控制的极谱波不可逆波:同时受电极反应和扩散速度控制的极谱波 动力波:仅受化学反应速度控制的极谱波。

动力波分为三类: 1.化学反应超前于电极反应B2.化学反应滞后于电极反应P3.化学反应与电极反应平行进行:A B电极反应A B ++化学反应X Z1和2不增加定量分析的灵敏度,但3由于形成了一个电极反应与化学循环,化学反应越快,i 越大,虽然电解电流是由A 还原产生的,但实际上消耗的是X (氧化剂),A 相当于催化剂。

这种动力波称为催化动力波,此电流称催化电流。

其数值比单纯的扩散电流大3-4个数量级,因此,大大提高分析的灵敏度。

X 的要求:①强氧化性,迅速将B 氧化成A②不起电极反应。

常用H 2O 2例:Fe 3++e → Fe 2++++Fe Fe H O OH 2223--++· Fe 2++-OH → Fe 3++OH -MoO 52-+2H ++2e → MoO 42-+H 2O MoO 42-+H 2O 2 → MoO 52-+H 2O催化电流受A 、B 、X 的扩散控制和k 1控制,k 1↑, i 催↑ 极限催化电流公式:i 催=0.51nFD 1/2m 2/3t 2/3k 11/2Cx 1/2C A 当Cx 一定时,i 催∝C A①i 催∝m 2/3t 2/3∝h 2/3h -2/3∝h 0 即与汞柱高度无关 ②k 1受温度影响大,因此,i 催比id 受温度变化明显四、方波极谱与脉冲极谱(交流极谱) (一)方波极谱1.原理:经典极谱的基础上,叠加一低频(50-250HZ ),小振幅(10-30mV )的交流方波电压。

故通过电解池的电流既有直流成份,也有交流成份。

可得一交变电流一直流电压曲线。

观察这种极谱变化。

见图(Ⅰ)和(Ⅱ)(1(2(3(4)方波IcI 闸门开放图(Ⅱ)为可逆极谱波(1)直流电压为-φ1,此时滴汞电极上电位-φ1±△U,由于未达分解电位,故仅有残余电流,方波不影响电解电流。

(2)直流电压为-φ3,此时滴汞电极上电位-φ3±△U,由于在极限电流区域,△U对Id 无影响。

(3)直流电压为-φ2,此时,处在起波范围,微小的电压变化对电解电流均会造成很大影响。

滴汞电极电位-φ2±△Ua -b 段:-φ2突变至-φ2-△U,电解电流由-i 突变至-i -△ic -d 段:-φ2突变至-φ2+△U,电解电流由-i 突变至-I +△i b -c 段:持继电解阶段,电极表面金属离子浓度下降,扩散层厚度增加,扩散电流下降,电流是倾斜的,与时间的平方根成反比。

电解电流见图(Ⅰ)(3)以上是由于叠加方波引起的电解电流变化情况。

再看看叠加方波引起的充电电流变化情况。

R方波C双电层电解池相当于一个电阻和电容串联的电路,充电电流符合公式:I c =△U R /R c式中ΔU -方波电压 Rc -时间常数 t -方波周期 t =0 ,e 0=1 ,当t =Rc 时 e -r/Rc =e 1=0.386t =5Rc , e -r/Rc =0.0067∴当t 比Rc 足够大时Ic 可忽略不计从前面分析可知,电解电流随时间平方根变化,电容电流随时间指数衰减,后者快可见,只要方波周期远大于电解池时间常数Rc ,就可测量Ic →0时,方波电压改变方向之前的电流,由于Ic →0,可忽略不计,可看成是电解电流,即图(4)。

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