《现代电分析技术》课程教学大纲
一、课程性质
本课程为化学和应用化学专业本科生开设的一门专业基础课程。该课程是在无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等基础课程完成之后,继续对电分析化学作进一步的研究和了解,该课程将有助于培养学生专业技术理论、掌握电分析化学的应用方法以及相关实验技术。
二、教学目的
通过本课程的学习,使学生掌握电化学分析中电导分析、电位分析、电解分析、库仑分析和极谱分析等最基本分析方法的概念和原理;了解电化学分析方法发展的新内容、新方法和新技术;掌握各种分析方法的特点,以便在实际工作中针对不同的试样选择合适的分析方法和技术。
三、教材教参
教 材:《现代电分析技术》。
教 参:《Electroanalytical chemistry》: a series of advances,edited by Allen J. Bard, Israel Rubinstein,New York:Marcel Dekker,c2004;《电分析化学》,李启隆编著,北京师范大学出版社,1995年;《电分析化学导论》,高小霞编著,科学出版社,1986年;《电化学分析法》,张绍衡,朱艳云,高文秦编,重庆大学出版社(第二版),1994年。
四、教学方式
本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学。
五、教学内容及时数
根据化学本科专业人才培养方案,本课程共1.5学分,总的教学时数为27学时。具体如下:
第一章 基本理论(3学时)
基本内容:电池组成、电池的表示符号;可逆电池的电动势与热力学、电动势的测量、电动势与溶液活度的关系、电动势与温度的关系;相间电位的产生、液体接界电位、电极电位、参比电极与标准电极、能斯特公式;电解和极化现象、极化的产生、极化的原因、过电位;法拉第定律与电化质量、电流效率、法拉第定律和电极反应的速度
重 点:电极电位的概念及形成原因,化学电池的表达式,极化和过电位,能斯特公式和法拉第定律。
难 点:可逆电池的概念,平衡电位和实际电位的关系和区别,绝对电极电位和相对电极电位的概念
第二章 电导分析法(3学时)
基本内容:电导和电导率、摩尔电导率和极限摩尔电导率、离子独立运动定律、离子淌度、电解质溶液电导和浓度的关系;方法概述、电导仪;电导分析法的应用、电导滴定的应用
重 点:电导的定义式及其单位,电导电极的电极常数的概念,电导滴定法测定弱电解质电离常数的方法。
难 点:电导测定方法 第三章 电位分析法(6学时)
基本内容:电位分析法的定义,电位分析法的优点,电位分析法所用的电极和电池;离子选择电极分类及结构:晶体膜电极、非晶体膜电极、液膜电极、敏化电极、其它类型的离子选择电极;离子选择电极的性能指标:选择性系数、线性范围及检测下限、响应时间、稳定性及重现性、电极内阻、不对称电位、空白电位、温度效应和等电位点;影响离子选择电极准确度的因素:离子强度、PH值、温度、干扰离子、电动势测量误差、搅拌;直接电位法:标准比较法、标准曲线法、标准加入法、零点电位法;电位滴定法:终点的确定、电位滴定的类型、电位滴定法的应用、自动电位滴定法。
重 点:晶体膜电极及玻璃电极的结构,膜电位产生的原理,PH值的测定原理及方法,离子选择电极定量计算公式,各种定量测定方法的使用。
难 点:理解膜电位产生的原理,掌握膜电位和离子浓度之间的关系,掌握离子选择电极计算公式。
第四章 电解分析法和库仑分析法(3学时)
基本内容:电解分析法概述,电解分析基本原理,电解分析及电解分离方法;库仑分析法:方法概述,控制电位库仑分析法,控制电流库仑分析法(库仑滴定法)
重 点:掌握法拉第定律的使用,掌握电解方程式及金属还原顺序,熟悉电解分析和分离的原理和方法。
难 点:金属还原顺序、电解方程、库仑滴定原理。 第五章 极谱分析法和溶出伏安分析法(12学时)
基本内容:极谱分析法基本装置和一般过程,基本原理,滴汞电极的特点、极谱分析法的特点;扩散电流理论和尤考维奇方程式:尤考维奇扩散电流方程式、影响扩散电流的因素;干扰电流及其消除方法:残余电流、迁移电流、极谱极大、氧波、叠波、前波、氢波;极谱定量分析方法:波高的测定方法、定量分析方法;极谱波方程式和半波电位:极谱波的分类、极谱波方程式、半波电位及其影响因素;极谱催化波:平行催化波、氢催化波;单扫描极谱法:基本原理、电流电位曲线、方法特点及在分析中的应用;线性扫描循环伏安法;交流极谱法:基本线路、交流极谱波的性质、峰值电流方程式、方法特点和应用;方波极谱法:基本原理、方波极谱构造原理、方波极谱峰电流方程式、方法特点和应用;其它极谱分析方法;脉冲极谱法、交流示波极谱法、溶出伏安法、电位溶出法。
重 点:经典极谱分析方法的测定原理和其特殊性,干扰电流的产生原因和消除方法,尤考维奇方程式的应用,经典极谱分析的各种测定方法,半波电位应用于定性分析;催化极谱波的测定原理;单扫描极谱波的测定原理及交流极谱法的基本测定原理。
难 点:经典极谱分析法与普通电解法的区别和联系,干扰电流的产生和消除,尤考维奇方程式的推导和应用;极谱催化波的概念;单扫描极谱波的测定原理及交流极谱法的测定原理。
六、考核方式
考查。

