仪器分析教程10-17章答案

10.1.化学电池由哪几部分组成？答：构成电化学电池的两个基本要求：(1)两个电极（金属、碳类电极等）由外接导线联接(2)电解质溶液10.2.什么是液体界接点位？盐桥的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？答：（1）液体界接点位：当两个不同种类或不同浓度的溶液直接接触时，由于浓度梯度或离子扩散使离子在相界面上产生迁移。当这种迁移速率不同时会产生电位差或称产生了液接电位，它不是电极反应所产生，因此会影响电池电动势的测定，实际工作中应消除。（2）盐桥作用：接通电路，保持电中性的作用，消除或减小液接电位。（1~2mV）又不使两边溶液混合还可以减少直接的氧化还原反应（可能构成新的原电池），防止化学能转化为热能，提高电流效率。（3）盐桥中电解质溶液要求：a.盐桥中电解质不含有被测离子。b.电解质的正负离子的迁移率应该基本相等。c.要保持盐桥内离子浓度的离子强度5～10倍于被测溶液。常用作盐桥的电解质有：KCl，NH4Cl，KNO3等10.3.电极电位是如何产生的？电极电位φ的数值是如何得到的？答：电极电位的产生：把金属极板浸入水中,金属原子受水分子作用有变成正离子进入溶液的倾向,溶剂化离子受极板上电子吸引沉积到极板上,两者建立平衡M(s)-ne-=M+(aq),平衡建立后在极板内侧有过剩负电荷,外侧有过剩正电荷,形成了“双电层”,产生电极电位(势)电极电位φ的数值：已知:C+nC、Be=B=φºC,BB+nB、Ae=Aφ0=φºB,A则反应C+(nC、B+nB、A)e=A的电极电位为:BCABBCBCABABACnn.......nnφφφφ10.4.为什么原电池的端电压、电解池的外加电压都不等于相应可逆电池的电动势？其差值哪几部分组成？（不确定）答：受到离子强度，溶液pH，组分的溶剂化，离解，缔合和配合等因素的影响。10.5.正极是阳极、负极是阴极的的说法对吗？阳极和阴极，正极和负极的定义是什么？答：此种说法不正确。正负极是针对电位高低而言的；阴、阳极是相对于电极反应说的。定义电位较高者为正极，电位低者为负极；发生氧化反应为阳极，发生还原反应为阴极。因而并非正极就是阳极，负极就是阴极。10.6.标准电极电位和条件电位的含义是什么？答：标准电极电位：在298.15K时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等于1时的电极电位称为标准电极电位。条件电位：分析化学中，在一定条件下氧化型和还原型的分析浓度都为1mol/L时(或氧化型和还原型的分析浓度之比为1)的电位，称为条件电位。10.7.什么是电极的极化？什么是超电位？答：电极的极化：当有较大电流通过电池时，电极电位将偏离可逆平衡电位，或者当电极电位改变较大而电流改变较小的现象称为极化。超电位：由于极化，使实际电位和可逆电位之间存在差异，此差异即为超电位η。10.8.电化学分析方法的特点和分类是什么？答：特点：（1）灵敏度、准确度高，选择性好（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便（3）应用广泛分类：按IUPAC的推荐，可分为三类:(1)不涉及双电层，也不涉及电极反应。如电导分析。(2)涉及双电层，但不涉及电极反应。如微分电容，非法拉第阻抗(3)涉及电极反应。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)电解分析法：在恒电流或控制电位条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。(4)电重量分析法：电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。(5)库仑分析法：依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法。(6)伏安分析：测量电流与电位变化曲线；(7)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。11.1电位分析法的依据是什么？它可以分成哪两类？答：（1）依据：通常是由指示电极、参比电极和待测溶液构成原电池，直接测量电池电动势并利用Nernst公式来确定物质含量的方法。（2）分成：①直接电位法：测定原电池的电动势或电极电位，利用Nernst方程直接求出待测物质含量的方法。②电位滴定法：向试液中滴加可与被测物发生氧化还原反应的试剂，以电极电位的变化来确定滴定终点，根据滴定试剂的消耗量间接计算待测物含量的方法。11.2构成电位分析法的化学电池中的两极分别称为什么？各自的特点是什么？答：指示电极、参比电极。指示电极：用来指示溶液中待测离子活度的电极。它的电极电位值要随着溶液中待测离子活度的变化而变化，其电极电位值可指示出溶液中待测离子的活度。参比电极：与被测物质无关、电位已知且稳定，提供测量电位参考的电极。11.3金属基电极的共同特点是什么？答：电极上有电子交换的反应，电极上有氧化还原反应的存在。11.4薄膜电极的电位是如何形成的？答：用某些敏感膜分隔内参比溶液及待测溶液，由于敏感膜与溶液离子的选择性交换，使膜表面出现界面电位。11.5.气敏电极在构造上与一般的离子选择性电极的不同之处是什么？答：气体通过渗透膜，影响内充溶液的化学平衡，造成某一离子浓度的变化，气敏电极实际上已经构成一个电池，这点是它同一般电极的不同之处。11.6.什么是离子选择电极的选择性系数？它是如何测得的？答：Kpotiｊ:电极的选择性系数在相同的测定条件下，待测离子和干扰离子产生相同电位时待测离子的活度αi与干扰离子活度αj的比值.通过分别溶液法、混合溶液法测得。ijzz2.303lg()potiijjjiRTKaKazF,/ijiijzzjaKa11.7.用pH玻璃电极测量得到的溶液pH与pH的理论定义有何关系？（不确定）答：pH玻璃电极：）（常数HFRTEGSCElna理论：）（HHlgp∴HFRTEp303.2常数12.1电解分析（电重量法）和库伦分析的共同点是什么？不同点是什么？答：电解分析是以称重沉积子电极表面的沉积物的质量为基础的一种电分析方法。库伦分析是以测量电解过程中被测的物质直接或间接在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的分析方法，它与电解分析不同即被测物不一定在电极上沉积，但要求电效率必须为100%。12.2电解分析中，一般使用的工作电极面积较大，而且需要搅拌电解液，这是为什么？有时还要加入惰性电解质、pH缓冲液和配合剂，这又是为什么？答：因为在电解分析中会出现极化现象所以为了减少电流密度消除极化现象而进行的消除超电位对电极电位影响后者是为了控制阴极电位，以为随着电解过程中的进行，阴极电位不断发生变化阳极电位也不完全恒定。12.3库伦分析的基本原理是什么？基本要求又是什么？控制电位和控制电流的库伦分析是如何达到基本要求的？答：电解分析是采用称量电解后铂阴极电位的增量来做定量的，如果用电解过程中消耗的电量来定量这就是库伦分析的基本要求，是电极反应必须单纯。用于测定的电极反应必须是具有100%的电流效率，电量全部消耗在被测物上，控制电位的库伦是控制工作电极电位保持中恒定值得被测物质以100%的电流效应进行电解，控制电流的库伦分析是在恒定电流下具有100%的电流效率且设法指示终点到达。12.4为什么恒电流昆仑分析法又称库伦滴定法又称为库伦滴定法？答：该法类似于Ge+4滴定Fe2+的滴定法，其滴定剂由电解产生，所以又称库伦滴定法。13.1极谱分析是特殊情况下的电解，请问特殊性是指什么？答：一、电极的特殊性：采用一大一小的电极：大面积的去极化电极——参比电极；小面积的极化电极——滴汞电极。二、电解条件的特殊性：电解是加入大量支持电解质、静置、不断搅拌的情况下进行。电解过程完全由被测物质从溶液本体向滴汞电极表面扩散的过程所控制。三、测量方法的特殊性:它是根据电解过程的电流-电压（电位）曲线进行定性、定量分析的。电解电流很小，经电解后溶液的组成和浓度没有显著变化，课反复多次测定。13.2Ilkovic方程式的数学表达式是什么？各项的意义是什么？答：ctmzDid613221708ctmzDdtititdd61320216071id为最大极限扩散电流D为扩散系z为电极反应的电子转移数，m为公的流速，t为汞滴寿命，c为本体溶液物质的量浓度13.4Φ½的含义是什么？它有什么特点？它有什么用途？答：含义：是ci=2/)(cdi时相应的电极电位。特点：Φ½是一个常数，它与离子浓度无关。用途;可做极谱定性分析的依据。13.3什么是极谱分析的低液？它的组成是什么？各自的作用是什么？答：低液:为了改善波形，极谱分析的试液中加入一些辅助试剂，这种含有各种试剂的溶液成为极谱分析的低液，通常包含：支持电解质、消除迁移电流，极大抑制剂：消除极大现象。除氧剂：消除氢波或氧波的干扰，络合剂：消除其他共存离子的干扰。13.5如何通过配合物极谱波方程求配合物的z，p，k？在不同配合剂浓度下测定ΔΦ½，用ΔΦ½对bLlg作图，得一直线，截距为KdRTlzFln)(斜率为2.303p)/(zFRT。由此即可求得配合物的z，p，k。13.6经典直流极谱的局限性是什么？单扫描极谱、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱在这方面有什么改进？答：⑴①经典极谱法既费汞又费时间②分辨率差③灵敏度低⑵单扫描极谱：在每滴汞生长的后期，加上一个极化电压的锯齿波脉冲，且该脉冲随时间线性增加，结果使得扫描速度、灵敏度、检测限和分辨率均提高。交流极谱;在直流电压上叠加一个几十毫伏的小振幅低频正弦电压，然后测量通过电解池的交流电压，从而使得分辨率提高，对可逆波较灵敏，氧波的干扰可不考虑。方波极谱;将频率为225-250Hz，振幅为10-30mv的方波电压叠加到直流线性扫描电压上，从而使得灵敏度提高，分辨率较好。脉冲极谱：对工作电极事假缓慢扫描的直流电压上，叠加一个小振幅，低频率的方波脉冲电压，提高了不可逆体系的测量灵敏度，解决了方波技术的三点不足。13.7极谱催化波有哪几种类型？各类催化波产生的过程有何不同？答：平行催化波：氧化还原反应型氢催化波;氢在汞电极上有很高的超电位，某些化合物在酸性缓冲溶液中能降低氢的超电位，使H+在比正常氢波较正的电位还原，产生催化波。13.8溶出伏安法的特点和原理是什么?答：恒电位电解富集与伏安分析相结合的一种技术，其灵敏度高，一般可达1117.10~10Lmol。15.1.色谱法作为分析法的最大特点是什么？答：具有能同时进行分离和分析的特点15.2.在色谱分析中，实验室之间可用的定性参数是什么？答：相对保留值15.3.衡量色谱柱柱效能的指标是什么？衡量色谱柱选择性指标是什么？答：理论塔板数；选择因子（相对保留值）15.4.现有五个组分a、b、c、d和e，在气液色谱柱上分配系数分别为480、360、490、496和473。试问哪一个组分最先流出色谱柱？答：定温定压下，分配系数K值大的组分，在柱内移动速度慢，滞留在固定相时间长，后流出柱子，反之，则先流出柱子。b组分的分配系数最小，所以最先流出色谱柱。16.1.试用方框图说明气象色谱仪的流程。答:钢瓶气象色谱主机温度控制区载气进样口色谱柱检侧器数据16.2.热导、火焰离子检测器是根据何种原理制成的？答：热导检测器原理：不同的气体有不同的热导系数。火焰离子检测器原理：火焰离子化检测器是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。16.3.在气象色谱法中，调整保留值实际上反映了哪几种分子间的相互作用？答：在GC中，调整保留值实际上反映了组分与固定相之间的分子相互作用。16.4.在气象色谱法中，可以利用文献记载的保留数据定性，目前最有参考价值的是哪一种？答：在GC中，可利用文献记载的保留数据定性，最有价值的是相对保留值和保留指数。16.5.在气液色谱中色谱柱使用上限温度取决于什么？使用下限温度又取决于什么？答：在GC中，色谱柱使用上限温度取决于固定液最高使用温度，下限温度应超过固定液的熔点。16.7.用皂膜流量计测得出柱出口处载气流速为30ml·min-1