电化学分析法具有以下特点

电化学分析法具有以下特点
电化学分析法具有以下特点

电化学分析法具有以下特点。

①灵敏度较高。最低分析检出限可达10-12mol/L。

②准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高,前者特别适 ,用于微量

成分的测定,后者适用于高含量成分的测定。

③测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定;电解分析法、电容量分析法及库仑分析法则可用于中等含量组分及纯物质的分析。

④仪器设备较简单,价格低廉,仪器的调试和操作都较简单,容易实现自动化。

⑤选择性差。电化学分析的选择性一般都较差,但离子选择性电极法、极谱法

及控制阴极电位电解法选择性较高。根据所测量电学量的不同,电化学分析法可

分为电导分析法、电位分析法、伏安法和极谱分析法、电解和库仑分析法。

电位分析法

用一指示电极和一参比电极与试液组成化学电池,在零电流条件下测定电

池的电动势,依此进行分析的方法。电位分析法是一种通过测量电极电位来测定

物质量的分析方法。如果能测定出电极电位E,则可求出该物质的活度或浓度。

电极电位的测量需要构成一个化学电池,一个电池有两个电极。在电位分析中,将电极电位随被测物质活度变化的电极称为指示电极,将另一个与被测物质无关的,提供测量电位参考的电极称为参比电极,电解质溶液由被测试样及其它组分

组成。

包括:直接电位法和电位滴定法。

电解分析法:应用外加电源电解试液,电解后称量在电极上析出的金属的质量,

依此进行分析的方法。也称电重量法。

库仑分析法:应用外加电源电解试液,根据电解过程中所消耗的电量来进行分析

的方法。

三电极的优点

1.可以同时测量极化电流和极化电位;

2. 三电极两回路具有足够的测量精度。

两类溶液体系

1.被测体系研究电极所处的溶液体系。

2.测量体系参比电极所处的溶液体系。

常见的参比电极

①甘汞电极;Hg|Hg2Cl2|Cl- 由于Hg+→Hg2+ (亚汞不稳定,高温时易变成Hg2+,受温度影响大。<70℃,另外,[Cl-]要饱和,防止发生变化)。

②汞-硫酸亚汞电极;Hg|Hg2SO4|SO42- 亚汞不稳定,高温时易变成Hg2+,受

温度影响大。防止Hg2SO4水解,应选高浓度的SO42-,<40℃。

③汞-氧化汞电极; Hg|HgO|OH- Hg2+,比较稳定,但具有较强的氧化性,应

防止还原性物质对Hg2+的影响。

④银-氯化银电极;Ag|AgCl|Cl- 络合离子Ag2Cl2 不稳定 Ag+→Ag2+ (光敏性强)Cl-、Br-和I-中,Cl-溶解度最大,所以:

(控制Cl-纯度)的影响。

参比电极的选择

测量体系(参)与被测体系(研)具备相同的阴离子(浓度相近),则不要盐桥,如没有相同的阴离子,则需要盐桥,常用的是以下三种阴离子电极(酸、盐、碱)SO42-:Hg|Hg2SO4|SO42-

Cl-:Hg|Hg2Cl2|Cl- 或 Ag|AgCl|Cl-

OH-:Hg|HgO|OH-

减小或消除欧姆压降对电压测量的影响

电流通过电极时,从鲁金毛细管管口至研究电极表面上存在溶液的电阻—溶液电阻RL。

通电时所产生的压降叫欧姆压降,欧姆极化,。

减小或消除欧姆压降的方法:

①鲁金毛细管管口尽可能靠近研究电极表面;

a. 太近,产生屏蔽作用;

b. 太远,欧姆压降大;

鲁金毛细管(Φ=0.1~0.3 mm)管口到研究电极表面的距离约等于管口直径,即l=Φ。

欧姆压降的校正除依赖于Luggin毛细管的外径,还依赖于电极的形状:球形电极的欧姆压降最小,圆柱形电极次之,平板电极的最大。

②恒电位仪溶液电阻的补偿(减小);

③断电流电位瞬时测量;

④桥式电路补偿。

可逆电极的类型

第一类电极

金属与其阳离子组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞齐电极

⑵第二类电极

金属-难溶盐及其阴离子组成的电极金属-氧化物电极

⑶第三类电极

氧化-还原电极

两回路

极化回路(串联电路)由:极化电源、WE、CE、可变电阻以及电流表等组成.功能:调节或控制流经WE的电流,目的:实现极化电流的变化与测量测量回路(并联电路)由:控制与测量电位的仪器、WE、RE、盐桥等组成。功能:实现控制或测量极化的变化。目的:测量WE通电时的变化情况

辅助电极的作用

象形对电极,实现WE导电并使WE电力线分布均匀。

辅助电极的要求

①应使辅助电极面积增大;为使参比电极等势面,应使辅助电极面积增大,保证满足研究电极表面电位分布均匀,如是平板电极:

②辅助电极形状应与研究电极相同,以实现均匀电场作用。

减小或消除液体接界电位

①被测体系与测量体系具有相同的阴离子;

②合理选择和使用盐桥。

法拉第定律的文字表述

⒈在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比

⒉通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在

各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比。

法拉第常数在数值上等于1 mol 元电荷的电量。已知元电荷电量1.6022×10-19 离子迁移数的定义

把离子B 所运载的电流与总电流之比称为离子B 的迁移数(transference number )用符号 tB 表示。

迁移数的测定方法-- 1.Hittorf 法,

2.界面移动法3.电动势法 电导测定的一些应用

(1) 检验水的纯度

(2)计算弱电解质的解离度和解离常数

(3)测定难溶盐的溶解度

(4)电导滴定 Q n zF =Q nzF =或 Q m nM M zF ==

永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式

2008-11-07 来源:internet 浏览:504

主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制,这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位,或曰电机电角度信息,为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时,就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系,这种调整可以称作电角度相位初始化,也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。

增量式编码器的相位对齐方式

在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;

4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。

撤掉直流电源后,验证如下:

1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;

2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。

上述验证方法,也可以用作对齐方法。

需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。

有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以:

1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U 相反电势波形;

3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;

4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。

由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作为本讨论的话题。

绝对式编码器的相位对齐方式

绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;

4.一边调整,一边观察最高计数位信号的跳变沿,直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,跳变沿都能准确复现,则对齐有效。

这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT,BiSS,Hyperface等串行协议,以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代,因而最高位信号就不符存在了,此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化,其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM,存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:

1.将编码器随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值,并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中;

4.对齐过程结束。

由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后,驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。

这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现,日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是,只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流,无需调整编码器和电机轴之间的角度

关系,因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上,且无需精细,甚至简单的调整过程,操作简单,工艺性好。

如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM,又没有可供检测的最高计数位引脚,则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示,则可以考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;

4.经过上述调整,使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算位置点都能准确复现,则对齐有效。

如果用户连绝对值信息都无法获得,那么就只能借助原厂的专用工装,一边检测绝对位置检测值,一边检测电机电角度相位,利用工装,调整编码器和电机的相对角位置关系,将编码器相位与电机电角度相位相互对齐,然后再锁定。这样一来,用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。

个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法,简单,实用,适应性好,便于向用户开放,以便用户自行安装编码器,并完成电机电角度的相位整定。

正余弦编码器的相位对齐方式

普通的正余弦编码器具备一对正交的sin,cos 1Vp-p信号,相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号,每圈会重复许许多多个信号周期,比如2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号,相当于增量式编码器的Z信号,一圈一般出现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外,还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信号,如果以C信号为sin,则D信号为cos,通过sin、cos信号的高倍率细分技术,不仅可以使正余弦编码器获得比

原始信号周期更为细密的名义检测分辨率,比如2048线的正余弦编码器经2048细分后,就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率,当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统,而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后,还可以提供较高的每转绝对位置信息,比如每转2048个绝对位置,因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。

采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波形;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;

4.一边调整,一边观察C信号波形,直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,过零点都能准确复现,则对齐有效。

撤掉直流电源后,验证如下:

1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;

2.转动电机轴,编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

这种验证方法,也可以用作对齐方法。

此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。

如果想直接和电机电角度的0度点对齐,可以考虑:

1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U 相反电势波形;

3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;

4.一边调整,一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使2个过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。

由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息,而Index信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而在此也不作为讨论的话题。

如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息,则可以考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息;

3.调整旋变轴与电机轴的相对位置;

4.经过上述调整,使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算绝对位置点都能准确复现,则对齐有效。

此后可以在撤掉直流电源后,得到与前面基本相同的对齐验证效果:

1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;

2.转动电机轴,验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:

1.将正余弦随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值,并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中;

4.对齐过程结束。

由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后,驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。

这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现,而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中,因此一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器,都需要重新进行初始安装相位的对齐操作,并重新绑定电机和驱动器的配套关系。

旋转变压器的相位对齐方式

旋转变压器简称旋变,是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的,相比于采用光电技术的编码器而言,具有耐热,耐振。耐冲击,耐油污,甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力,因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用,一对极(单速)的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统,应用也最为广泛,因而在此仅以单速旋变为讨论对象,多速旋变与伺服电机配套,个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数,一便于电机度的对应和极对数分解。

旋变的信号引线一般为6根,分为3组,分别对应一个激励线圈,和2个正交的感应线圈,激励线圈接受输入的正弦型激励信号,感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系,感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。旋变SIN和COS 输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果,如果激励信号是sinωt,转定子之间的角度为θ,则SIN信号为sinωt×sinθ,则COS信号为sin ωt×cosθ,根据SIN,COS信号和原始的激励信号,通过必要的检测电路,就可以获得较高分辨率的位置检测结果,目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方,即4096,而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上,不过体积和成本也都非常可观。

商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出;

2.然后用示波器观察旋变的SIN线圈的信号引线输出;

3.依据操作的方便程度,调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对位置,或者旋变定子与电机外壳的相对位置;

4.一边调整,一边观察旋变SIN信号的包络,一直调整到信号包络的幅值完全归零,锁定旋变;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,信号包络的幅值过零点都能准确复现,则对齐有效。

撤掉直流电源,进行对齐验证:

1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.转动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

这个验证方法,也可以用作对齐方法。

此时SIN信号包络的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。

如果想直接和电机电角度的0度点对齐,可以考虑:

1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U 相反电势波形;

3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;

4.一边调整,一边观察旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使这2个过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。

需要指出的是,在上述操作中需有效区分旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。由于SIN信号是以转定子之间的角度为θ的sinθ值对激励信号的调制结果,因而与sinθ的正半周对应的SIN信号包络中,被调制的激励信号与原始激励信号同相,而与sinθ的负半周对应的SIN信号包络中,被调制的激励信

号与原始激励信号反相,据此可以区别和判断旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周。对齐时,需要取sinθ由负半周向正半周过渡点对应的SIN 包络信号的过零点,如果取反了,或者未加准确判断的话,对齐后的电角度有可能错位180度,从而造成速度外环进入正反馈。

如果可接入旋变的伺服驱动器能够为用户提供从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息,则可以考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

2.利用伺服驱动器读取并显示从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝

对位置信息;

3.依据操作的方便程度,调整旋变轴与电机轴的相对位置,或者旋变外壳与电机外壳的相对位置;

4.经过上述调整,使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;

5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算绝对位置点都能准确复现,则对齐有效。

此后可以在撤掉直流电源后,得到与前面基本相同的对齐验证效果:

1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.转动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也可以存储旋变随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:

1.将旋变随机安装在电机上,即固结旋变转轴与电机轴,以及旋变外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;

3.用伺服驱动器读取由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值,并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中;

4.对齐过程结束。

由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后,驱动器将任意时刻由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。

这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现,而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中,因此一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,如果需要更换电机、旋变、或者驱动器,都需要重新进行初始安装相位的对齐操作,并重新绑定电机和驱动器的配套关系。

注意

1.以上讨论中,所谓对齐到电机电角度的-30度相位的提法,是以UV反电势波形滞后于U相30度的前提为条件。

2.以上讨论中,都以UV相通电,并参考UV线反电势波形为例,有些伺服系统的对齐方式可能会采用UW相通电并参考UW线反电势波形。

3.如果想直接对齐到电机电角度0度相位点,也可以将U相接入低压直流源的正极,将V相和W相并联后接入直流源的负端,此时电机轴的定向角相对于UV相串联通电的方式会偏移30度,以文中给出的相应对齐方法对齐后,原则上将对齐于电机电角度的0度相位,而不再有-30度的偏移量。这样做看似有好处,但是考虑电机绕组的参数不一致性,V相和W相并联后,分别流经V相和W相绕组的电流很可能并不一致,从而会影响电机轴定向角度的准确性。而在UV相通电时,U相和V相绕组为单纯的串联关系,因此流经U相和V相绕组的电流必然是一致的,电机轴定向角度的准确性不会受到绕组定向电流的影响。

4.不排除伺服厂商有意将初始相位错位对齐的可能性,尤其是在可以提供绝对位置数据的反馈系统中,初始相位的错位对齐将很容易被数据的偏置量补偿回来,以此种方式也许可以起到某种保护自己产品线的作用。只是这样一来,用户就更加无从知道伺服电机反馈元件的初始相位到底该对齐到哪儿了。用户自然也不愿意遇到这样的供应商。

电化学分析技术.

第五篇电化学分析技术 第一章电分析化学导论 电化学分析是利用物质的电化学性质来测定物质组成的分析方法。电化学性质表现于化学电池中,它包括电解质溶液和放置于此溶液中的两个电极,有时还包括与之相连系的电源装置。化学电池本身能输出电能的,称为原电池;在外电源作用下,把电能转换为化学能的称为电解池。电解池和原电池中发生的一切电现象,如溶液的导电、电极与溶液界面间的电位、电流、电量、以及电流~时间曲线、电流~电位曲线等都与溶液中所存在的电解质的含量有关。研究这些电现象与溶液中电解质浓度之间的关系是电化学分析的主要内容之一。因为电化学分析就是利用这些关系把被测物质的浓度转化为某种电讯息而加以测量的。在不同讯息的转换中,力图准确、灵敏并应具有一定的特效性,才能应用于分析。为此目的,电化学分析还应注意改进所使用的测量仪器以及实验方法和技术,因此本课程应当包括方法原理,仪器测量技术和实际应用等方面。 §1.1 电分析化学的发展 电分析化学的发展具有悠久的历史,它与化学、物理、生物、计算机等学科的发展紧密相关。早在1801年,铜和银的电解定性分析就已问世,经过半个多世纪才将电解分析用于铜的定量测定。1893年、1910年和1913年相继出现了电位分析、电导分析和库仑分析。1920年成功制备了pH 玻璃电极,简捷地测定了溶液pH。这是一个重要的发明,它推动了整个分析化学的发展,并为电位分析中酸碱滴定创造了重要的条件。1922年捷克化学家J Heyrovsky 首创极谱分析,标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。此后相继出现了交流示波极谱、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱等。1964年日本留学生Kuwana在R N Adams教授指导下,将电化学与光化学结合,提出了光谱电化学。1966年S Frant和J Ross首创固态膜和单晶(LaF3)膜的F-选择性电极。此后在世界范围内出现了研究离子选择性电极的热潮,制成了多种多样的阳离子和阴离子的选择性电极。1972年K B Oldham等和1975年M Goto等先后提出了卷积伏安法和去卷积伏安法。1973年R F Lane和A T Hubbard利用铂电极表面吸附具有不同基团的烯属类化合物,再吸附磺基水杨酸根,制成了第一支吸附型的测定Fe(Ⅲ)的化学修饰电极。这种电极突破了电极上电子授受的单一作用,通过物理的、化学的手段在电极表面接上

电化学分析方法

杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便,许多电化学分析法既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于,在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分,可分为:电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度(或浓度)的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度(或浓度)的关系式,所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。

电位分析法利用一支指示电极(对待测离子响应的电极)及一支参比电极(常用SCE)构成一个测量电池(是一个原电池)如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下,测得电池的电动势(或指示电极的电位)E =φ参比-φ指示由于φ参比不变,φ指示符合Nernst方程式,所以E的大晓取决于待测物质离子的活度(或浓度),从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极,选择性地把待测离子的活度(或浓度)转化为电极电位加以测量,根据Nernst方程式,求出待测离子的活度(或浓度),也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快,测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、

第二章电化学分析法概论

第二章电化学分析法概论 教师:李国清 一. 教学目的: ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点: ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三.教学难点: 电池的表示方法、电极的分类 四.教具:多媒体计算机。 五.教学方法:讲授、演示、提问、讨论。 六.教学过程: §1. 电化学分析的定义及特点: 一、电化学分析: 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点: 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法,不需要标准物质做比较,仅参考法拉第常数,误差为0.0001% 2、灵敏度高; 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L,伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件,大大提高测定的选择性 4、分析速度快; 5、测定范围宽:电导、电位、电解分析法可测定常量组分,而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单

§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类: 1.电导分析法 2.电位分析法 3.电解分析法 4.库仑分析法 5.极谱法和伏安法 1.电导分析法 (1)电导滴定法:通过电导的突变来确定滴定终点,然后计算被测物质的含量。(2)直接电导法:直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2.电位分析法 电位分析法:用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池,在零电流条件下测定电池的电动势,依此进行分析的方法。包括:⑴直接电位法⑵电位滴定法3.电解分析法 电解分析法:应用外加电源电解试液,电解后称量在电极上析出的金属的质量,依此进行分析的方法。也称电重量法。 4. 库仑分析法 库仑分析法:应用外加电源电解试液,根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。分为: ⑴控制电位库仑分析法:直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法:用恒电流在100%的电流效率下进行电解,使电解过程中产生一种物质,该物质与被测物进行定量的化学反应,反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示,根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5.极谱法和伏安法 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。 ⑴极谱法:使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极,称为极谱法。 ⑵伏安法:使用表面静止的液体或固体电极,称为伏 安法。

电化学分析习题答案

电化学分析习题 一、选择题 1.不属于电化学分析法的是C A.电位分析法 B. 极谱分析法 C. 电子能谱法 D. 库仑滴定 2. Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极部溶液中的 B A.Ag+活度 B. Cl-活度 C. AgCl活度 D.Ag+和Cl-活度之和 3.正确的饱和甘汞电极半电池组成为B A. Hg/Hg2Cl2(1mol/L)/KCl(饱和) B.Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(饱和) C.Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(1mol/L) D.Hg/HgCl2(固)/KCl(饱和) 4.pH玻璃电极的膜电位产生是由于测定时,溶液中的 D A.H+离子穿过了玻璃膜 B.电子穿过了玻璃膜 C.Na+与水化玻璃膜上的Na +交换作用 D.H+与水化玻璃膜上的H+交换作用 5.玻璃电极使用前,需要C A.在酸性溶液中浸泡1h B.在碱性溶液中浸泡1h C.在水溶液中浸泡24h D.测量的pH不同,浸泡溶液不同 6.氟离子选择电极对氟离子具有较高的选择性是由于 B A.只有F-能透过晶体膜 B.F-能与晶体膜进行离子交换 C.由于F-体积比较小 D.只有F-能被吸附在晶体膜上 7. 在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度D A. 成正比 B. 的对数成正比 C. 符合扩散电流公式的关系 D. 符合能斯特方程式 8. 当金属插入其金属盐溶液时,金属表面和溶液界面会形成双电层,所以产生了电位差。此电位差为B A.液接电位B.电极电位C.电动势D.膜电位 9. 用pH玻璃电极测定pH为13的试液,pH的测定值与实际值的关系为 B A.测定值大于实际值B.测定值小于实际值C.二者相等D.不确定 10.直接电位中,加入TISAB的目的是为了 C A.提高溶液酸度 B.恒定指示电极电位 C.固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰 D.与待测离子形成配合物 11.测量pH时,需要用标准pH溶液定位,这是为了 D A.避免产生酸差 B.避免产生碱差 C.消除温度的影响 D.消除不对称电位和液接电位的影响 12.玻璃电极不包括 C A.Ag-AgCl参比电极B.一定浓度的HCl溶液 C.饱和KCl溶液D.玻璃膜 13.电位测定水中F-含量时,加入TISAB溶液,其中NaCl的作用是 B

电化学分析法(最全)汇总

电化学分析法 [日期:2011-06-24] 来源:作者:[字体:大中小] 电化学分析法(electroanalytical chemistry)是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分,根据被测组分的电化学性质,通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比,所需仪器简单,有很高的灵敏度和准确度,分析速度快,特别是测定过程的电信号,易与计算机联用,可实现自动化或连续分析。目前,电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差),以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确,但操作相对麻烦,并且需要仪器,所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂,或者待测液混浊、有色,不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中,构成原电池的两个电极,其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化,称为指示电极;而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响,具有恒定的数值,称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池,通过测量原电池的电动势,即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M,根据能斯特公式,其电极电势可表示为:

电化学分析法

第六章:电化学分析法 1. 答:液体接界处存在的点位差称为液接点位。 液体接界电位产生的基本原因是由于溶液中离子扩散速度不同引起的。例如两个不同浓度的盐酸溶液,通过多孔隔膜接触时,在这两溶液的界面上HCl将从浓的一边向稀的一边扩散。因为氢离子的扩散速度比氯离子的扩散速度快,所以在稀溶液的一边出现了多余的氢离子而带正电,在较浓溶液一边则由于有过剩的氯离子而带负电。当达到某一动态平衡时,在它们之间建立了一个双电层,产生了电位差,即液接电位。 2. 答:使用离子选择性电极选择性的测定某种离子浓度原理是:以电极电位与待测离子活度之间的关系为基础,通过测量电池电动势,测得电极电位进而获得待测离子强度。电池电动势包括内外参比电极电位,液接电位,不对称电位等,有干扰离子存在时还有干扰离子引起的膜电位,离子强度等因素的变化可能会引起这些电极电位的变化,因此在测量前要使用标准溶液进行较正,若前后离子强度发生变化,势必会影响到待测离子的浓度测量。 3. 解:根据pH的操作定义:pH x= pH s+(E x-E s)/0.0592 (1) pH x=4.00+(0.312-0.209)/0.0592=5.74; (2) pH x=4.00+(0.088-0.209)/0.0592=1.96; (3) pH x=4.00+(-0.017-0.209)/0.0592=0.18. 4. 解:pMg x= pMg s+(E x-E s)/(0.0592/2); pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.412-0.275)/0.0296=6.57; 若实际电位值为0.411,则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.411-0.275)/0.0296=6.53, αMg=10-6.53=2.93×10-7mol/L; 若实际电位值为0.413,则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.413-0.275)/0.0296=6.60, αMg=10-6.60=2.50×10-7mol/L; 所以Mg2+的活度范围为:2.93×10-7~2.50×10-7mol/L。 5. 解:指针实际为50/60=5/6个pH,因此pH计显示pH值为4-5/6=,因此误差为-3=。 6. 解:采用标准加入法:Cx=Cs×Vs/(10nF E/2.303RT-1)Vx Cx=1×10-2×0.5/(100.03/0.055-1)×50=3.98×10-5 7. 解:(1) (2)等当点的pH为8.84,此时,NOH的体积为15.65Ml (3)强碱滴定弱酸HA,初略计算突跃起点为:pH起点=pK a+3

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第七章电化学分析导论 第一节电化学分析法概述(generalization of electro-chemical analysis) 1、什么是电化学分析 应用电化学的基本原理和实验技术,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析或电分析化学。 2、电化学分析法的重要特征 (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,来研究、确定参与反应的化学物质的量。 (2)依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:如电位、电导分析法; (3)依据应用方式不同可分为:直接法和间接法。 3、电化学分析法的特点 (1)灵敏度、准确度高,选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。 (2)电化学仪器装置较为简单,操作方便 直接得到电信号,易传递,尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 (3)应用广泛 传统电化学分析:无机离子的分析; 测定有机化合物也日益广泛; 有机电化学分析;药物分析; 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。 4、电化学分析的学习方法 电化学分析方法繁多,应注意归纳总结。 共性问题: 溶液的电化学性质;电极性质;基本原理;一般来说,溶液产生的电信号与检测对象的活度有关;应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 个性问题: (1)电位分析:离子选择电极与膜电位 (2)电流滴定:电解产生滴定剂 (3)极谱分析:浓差极化 重点掌握:原理、特点与应用 5、电化学分析的学习参考资料 (1)《电化学分析导论》,科学出版社,高小霞等,1986 (2)《电化学分析》,中国科大出版社,蒲国刚等,1993 (3)《电分析化学》,北师大出版社,李启隆等,1995 (4)《近代分析化学》,高等教育出版社,朱明华等,1991 二、电化学分析法的类别 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,也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层,但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应。电解、库仑、极谱、伏安分析等。

电化学分析【电化学方法总结】

电化学分析【电化学方法总结】 循环伏安法 1 定义:循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,使电极上能交替发生还原反应和氧化反应,记录电流- 电势曲线。 单圈扫描:电位在初始电位维持一段平衡(静置)时间后,开始匀速变化(扫描速度为v=dE/dt),扫描到第1个换向电位后,某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间,然后电位反向扫描到第2个换向电位,某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间,然后再扫描到最终电位)。 多圈扫描:在初始电位起扫后,在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈,最后扫描到最终电位。 2 特点:

Ⅰ:激励信号:施加的电压为三角波电压,双向扫描,分为氧化过程和还原过程,氧化态电势高,还原态电势低。 Ⅱ:参数设置:两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位,起始电位不应破坏溶液的初始条件;若起始电位与溶液初始条件不一致,则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ:实验条件:进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态,若搅拌则记录的图中不会出现峰,相反呈S 型。 3 所得: Ⅰ:判断电极反应的可逆程度,依据为峰电流比及峰电势差,对于可逆体系:i pa /i pc ≈1;E pa /E pc ≈2.3RT/nF。 Ⅱ:判断电极表面的修饰情况,峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断,实际循环伏安图中,存在充电电流的影响,因此CV 峰电流测量不太容易精确。

Ⅲ:判断其控制步骤和反应机理,若i p ∝v ,则此过程为表面控制,发生在电极表面;若i p ∝v 1/2,则此过程为扩散控制,发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程,也可作用于不可逆或准可 逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程,不同的电极过程分别阳极峰电势E pa 和阴极峰电势E pc ,并给出峰电位差△E p 和峰电 流之比。对于可逆波,E pc =E1/2-1.109RT/nF E pa =E1/2+1.109RT/nF △ Ep=2.219RT/nF=58/n mV(25℃) 4. 应用: 循环伏安法最为重要的应用是定性表征伴随氧化还原反应的前行 或后行化学反应。这些化学反应的发生直接影响了电活性组分的表面浓度,出现在许多重要的有机和无机化合物的氧化还原过程中。循环伏安法也能够用于评价电活性化合物的界面行为。基于峰电流的测定,循环伏安法也可应用于定量分析,需要适当的方法确定基线。扣除背景的循环伏安可用于测定较低浓度的物质。

食品分析方法的分类

食品分析方法的分类 对食品品质的评价,主要包括食品营养、卫生和嗜好性三个方面。食品分析所采用的分析方法主要有感观分析法、理化分析法、微生物分析法和酶分析法。 1.感观分析法感官分析又叫感观检验或感观评价,是通过人体的各种感 官器官(眼、耳、鼻、舌、皮肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,结合平时积累的实践经验,并借助一定的器具对食品的色、香、味、形等质量特性和卫生状况做出判定和客观评价的方法。感观检验作为食品检验的重要方法之一,具有简便易行、快速灵敏、不需要特殊器材等特点,特别适用于目前还不能用仪器定量评价的某些食品特性的检验,如水果滋味的检验、食品风味的检验以及烟、酒、茶的气味检验等。 依据所使用的感觉器官的不同,感官检验可分为视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、触觉检验和听觉检验五种。 (1)视觉检定是鉴定者利用视觉器官,通过观察食物的外观形态、颜色光泽、透明度等,来评价食品的品质如新鲜程度、又无不良改变以及鉴别果蔬成熟度等的方法。 (2)嗅觉鉴定是通过人的嗅觉器官检验食品的气味,进而评价食品质量(如纯度、新鲜度或劣变程度) (3)味觉鉴定是利用人的味觉器官(主要是舌头),通过品尝食物的滋味和风味,从而鉴别食品品质优劣的方法。味觉检验主要用来评价食品的风味(风味是食品的香气、滋味、入口获得的香气和口感的综合构成),也是识别某些食品是否酸败、发酵的重要手段。 (4)听觉器官听觉鉴定是凭借人体的听觉器官对声音的反应来检验食品品质的方法。听觉鉴定可以用来评判食品的成熟度、新鲜度、冷冻程度及罐头食品的真空度等。 (5)触觉鉴定是通过被检食品用于鉴定者的触觉器官(手、皮肤)所产生的反应来评价食品品质的一种方法。如根据某些食品的脆性、弹性、干湿、软硬、黏度、凉热等情况,可评判食品的品质优劣和是否正常。 感官分析的方法很多,常用的检验方法有差别检验法,标度和类别检验法、分析或描述性检验法等。

电化学分析导论

电化学分析导论 Prepared on 22 November 2020

第七章电化学分析导论 第一节电化学分析法概述(generalization of electro-chemical analysis) 1、什么是电化学分析 应用电化学的基本原理和实验技术,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析或电分析化学。 2、电化学分析法的重要特征 (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,来研究、确定参与反应的化学物质的量。 (2)依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:如电位、电导分析法; (3)依据应用方式不同可分为:直接法和间接法。 3、电化学分析法的特点 (1)灵敏度、准确度高,选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。 (2)电化学仪器装置较为简单,操作方便 直接得到电信号,易传递,尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。 (3)应用广泛 传统电化学分析:无机离子的分析; 测定有机化合物也日益广泛; 有机电化学分析;药物分析; 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。 4、电化学分析的学习方法 电化学分析方法繁多,应注意归纳总结。

溶液的电化学性质;电极性质;基本原理;一般来说,溶液产生的电信号与检测对象的活度有关;应用均可分为直接法和滴定(电化学装置作为终点显示装置)。 个性问题: (1)电位分析:离子选择电极与膜电位 (2)电流滴定:电解产生滴定剂 (3)极谱分析:浓差极化 重点掌握:原理、特点与应用 5、电化学分析的学习参考资料 (1)《电化学分析导论》,科学出版社,高小霞等,1986 (2)《电化学分析》,中国科大出版社,蒲国刚等,1993 (3)《电分析化学》,北师大出版社,李启隆等,1995 (4)《近代分析化学》,高等教育出版社,朱明华等,1991 二、电化学分析法的类别 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,也不涉及电极反应。电导分析。 (2)涉及双电层,但不涉及电极反应。 (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(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;

电化学分析方法

山西大学 综合化学实验报告实验名称电化学分析方法 学院化学化工学院 学生姓名霍雨深蒋康利 专业化学 学号 2012296013 2012296014 年级 2012级 指导教师高春光 二Ο一五年四月七日

摘要:本实验通过对K3[Fe(CN)6]进行快速循环伏安扫描和线性扫描, 了解并掌握利用循环伏安法判定电极的可逆性,扫描速度和浓度对循环伏安图的影响,以及线性扫描中极限峰电流与活性组分浓度关系,掌握循环伏安法于线性扫描法的参数设置。 关键词:循环伏安法,线性伏安扫描法,铁氰化钾溶液,电化学分析 1引言:电化学分析方法是仪器分析的一个重要分支,是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法,或者说利用物质在溶液中的电化学性质及其变化规律分析的一类方法。电化学性质是指溶液的电学性质(如电导、电量、电流、电位等)与化学性质(如溶液的化学的组成、浓度、形成及其化学变化等)之间的关系。 ㈠循环伏安法 循环伏安法是一种特殊的氧化还原分析方法。其特殊性主要表现在实验的工作环境是在三电极电解池里进行。w为工作电极(即绿色的夹子接铜电极),s为参比电极(即黄色的夹子接饱和氯化钾电极),a为辅助电极(即红色的夹子接铂电极)。当加一快速变化的电压信号于电解池上,工作电极电位达到开关电位时,将扫描方向反向,所得到的电流-电位(I-E)曲线,称为循环伏安曲线,同样有峰电流ip和峰电位Ep,ip、Ep的表达式也分别相同。 对于可逆电极反应ip=6.25×105n3/2D1/2v1/2Ac 其中:ip为峰电流(A),n为电子转移数,A为电极面积(cm2),D为扩散系数(cm2/s),v 为扫描速度(V/s),c为浓度(mol/L)。由此可见,ip与v1/2和c都是直线关系。由于Da和Dc大致相同,对于可逆电极反应ipa/ ipc ≈1

电化学分析法最全

) 电化学分析法(最全电化学分析法] 小大中2011-06-24] 来源:作者:[字体:[日期:)是根据电化学原理和物质在溶液中的电化electroanalytical chemistry电化学分析法(这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。学电池的一部分,根据被测组分的电化学性质,通过测量某种电参量来求得分析结果的。是利用试样溶液的电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型, 这些电参浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中电如电位滴定法、某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,然后用重量法测定其质第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,导滴定法等;量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。分析速有很高的灵敏度和准确度,电化学分析法与其他分析方法相比,所需仪器简单, 度快,特别是测定过程的电信号,易与计算机联用,可实现自动化或连续分析。目前,电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。电势分析法第一节 即用电势计测定两电极(电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势,以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法)间的电势差 (potentiometric titration)。和电势滴定法(potentiometric analysis)应用最多的是测定溶液直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。。近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,的pH特别是它能适用于其它具有简便、快速和灵敏的特点,应用它作为指示电极进行电势分析,方法难以测定的离子。因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。电势滴定法确定的滴定终点电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。所以电势滴定法一般并且需要仪器,比指示剂确定的滴定终点更为准确,但操作相对麻烦,不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。适用于缺乏合适的指示剂,或者待测液混浊、有色,基本原理?其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度在电势分析法中,构成原电池的两个电极,具有称为指示电极;而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响,(或浓度)的变化,通过将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池,恒定的数值,称为参比电极。 )。或浓度测量原电池的电动势,即可求得被测离子的活度(,根据能斯特公式,其电极电势可组成的指示电极Mn+Mn+/M与其金属离子例如某种金属M 表示为:35 / 1 ) 最全电化学分析法 (

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