Tài liệu Phân tích điện hóa

PHÂN TÍCH ĐiỆN HÓA Electroanalytical methods Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 1 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Giới thiệu môn học Số đơn vị học trình: 3 Phân bố thời gian: 75% lý thuyết – 25% thảo luận và kiểm tra Tài liệu học tập:  Các phương pháp phân tích điện hóa hiện đại – Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận  Phân tích hóa lí – Hồ Viết Quý  Bài giảng Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 2 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Chương 1: Cơ sở lý thuyết chung và phân loại các phương pháp phân tích điện hóa Chương 2: Phương pháp điện thế dùng các cực chọn lọc ion Chương 3: Phương pháp cực phổ xung Chương 4: Các phương pháp phân tích điện hóa hòa tan Chương 5: Kỹ thuật điện hóa trong phân tích HPLC và FIA Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 3 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Chương 1: Cơ sở lý thuyết chung và phân loại các phương pháp PTĐH 1.1 Sự điện phân 1.2 Quá trình điện cực 1.3 Phân loại các phương pháp PTĐH Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 4 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Mở đầu Hóa học phân tích: Các phương pháp hóa học và Các phương pháp pt công cụ Các pp phân tích công cụ (hóa lí):  Các phương pháp tách (sắc ký)  Các phương pháp quang học  Các phương pháp điện hóa Các pp điện hóa: ứng dụng các qui luật liên quan tới phản ứng điện hóa xảy ra trên ranh giới tiếp xúc giữa các cực và dung dịch phân tích Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 5 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Mở đầu Hệ thống phân tích điện hóa:  Dung dịch chất điện li chứa trong bình điện hóa  Các điện cực  Máy đo Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 6 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM 1.1 Điện cực – Thế điện cực cân bằng – Nguyên tố điện hóa Điện cực: hệ nối tiếp nhau của các tướng dẫn điện (kim loại, dung dịch chất điện li) Điện cực kim loại – ion kim loại (điện cực tan) Me / Men+// Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 7 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Điện cực Điện cực khí Pt / Ox / Kh // Trần Mai Liên Pt(H2) / H2 / H+ // Phân tích điện hóa 8 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Điện cực Điện cực bạc clorua Ag / AgCl ; Trần Mai Liên Điện cực calomel ClPhân tích điện hóa (Pt) Hg / Hg2Cl2 ; Cl- 9 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Thế điện cực cân bằng Ranh giới tiếp xúc giữa kim loại và dung dịch chất điện li luôn xuất hiện một thế - Thế điện cực cân bằng Nguyên nhân: do xuất hiện lớp điện kép ở ranh giới giữa kim loại và dd chất điện li Các kim loại có tính âm điện cao (Zn, Fe …) tích điện âm trên bề mặt Các kim loại kém hoạt động (Cu, Ag, Hg…) tích điện dương trên bề mặt Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 10 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Hình ảnh lớp điện kép điện cực dung dịch chất điện li + + + + - + + + - + Trần Mai Liên + Phân tích điện hóa 11 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Hình ảnh lớp điện kép Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 12 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Hình ảnh lớp điện kép Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 13 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Ví dụ Xét điện cực Zn / ZnSO4 //  Bề mặt điện cực tích điện âm  Tốc độ quá trình Zn nhường e lớn hơn tốc độ Zn2+ ở dung dịch nhận e  Lớp kép hình thành khi tốc độ hai quá trình này bằng nhau Zn ⇋ Zn2+ + 2e Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 14 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Ví dụ Xét điện cực Pt / Fe3+ / Fe2+ //  Mạng lưới tinh thể Pt bền vững, không bị hòa tan, đóng vai trò vận chuyển e Fe3+ + e = Fe2+     O Pt   O O   O    O Lớp điện kép Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 15 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Xác định thế cân bằng của một điện cực Không thể đo trực tiếp thế cân bằng của một điện cực Dựa vào hiệu thế cân bằng của 2 cực Chọn cực tiêu chuẩn có thế = 0 Pt (H2) / H2 p = 1at / H3O+ a = 1 Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 16 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Thế điện cực Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 17 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Nguyên tố điện hóa Nguyên tố điện hóa (nguyên tố Gavanic) M1 | M1n+ || M2m+ | M2 Nối 2 cực với nhau bằng một dây dẫn Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 18 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 19 Trường Đại học Công nghiệp TP HCM Trần Mai Liên Phân tích điện hóa 20