溶液电导的测定和应用(水质在线分析中使用的电化学分析法)

Posted 2023-06-01

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溶液电导的测定和应用(水质在线分析中使用的电化学分析法)

水质在线分析中使用的电化学分析法

电化学分析法Celeotalytiall ceist,y,也称电分析化学法)，是建立在物质电化学性质基础上的类分析方法，它是仪器分析方法中的一个重要分支，具有灵敏度高、准确度好等特点，所用仪器相对比较简单，价格低廉，并且容易实现自动化、连续化，在工业生产和环境在线监测等领域内有较多的应用。
电化学分析测量系统是一个由电解质溶液和电极构成的化学电池，通过测量电池的电位、电流、电导等物理量，实现对待测物质的分析。化学电池分为原电池(自发电池)和电解电池两类。在线分析仪器就是用这两种化学电池来进行测量的。
在实验室分析中，根据测定物理量的不同，电化学分析法又分为电位分析法、库仑分析法、伏安分析法(其中包括极谱分析法)等。在线监测分析中使用的电化学分析法，目前尚未进行分类，套用实验室的分类方法不完全合适，根据测定物理量的不同，我们可以大致将其分为电位分析法、电流分析法和电导分析法等几种。
(1)电位分析法
电位分析法是在零电流条件下测定两电极间的电位差，即电池的电动势。其工作原理可用Nernst方程式描述。采用电位分析法的在线监测仪器有pH计、pNa计、其他采用离子选择性电极的仪器等。
(2)电导分析法
电导分析法是测定两电极间溶液的电导率(电阻率)，其工作原理可用欧姆定律描述。采电导分析法的在线监测仪器主要是电导率仪，包括按电导率仅用途命名的各种兹量计胶藏坡皮计等。有些书中将这种方法归类为电s分析法，但多数划人电化学分析法，因其测定的溶液是一种电解质溶液，依靠离子的运动传导电流，在电极上也发生电子转移，所以称为电化学分析法更合理一些
(3)电流分析法
电流分析法是测定电解反应过程中两电极间通过的电流或电流的变化量，所谓电解反应是电子转移的反应，亦即氧化还原反应。其工作原理可用法拉第电解定律描述。
这里所说的电流分析法与实验室分析中的库仑分析法和伏安分析法有某些相似，但不完全相同。库仑分析法测定电解过程中消耗的电量，电量是通过电流的积分得到的，可直接进行定量分析。伏安分析法测定电解过程中电流电压之间的关系曲线，可同时进行定量和定性分析。库仑分析法和伏安分析法使用的化学电池是电解池，而在线监测分析中的电流分析法使用的化学电池有原电池和电解池两类。
原电池又称迦伐尼电池，它是把化学能转变成电能的装置。在原电池中，电化学反应可以自发地进行，不需要外接电源供给电能。电解池是把电能转变成化学能的装置。在电解池中，电化学反应不能自发地进行，需要外接电源，供给电能。
采用原电池进行电解电流分析的在线监测仪器有燃料电池式氧分析仪、原电池式溶解氧分析仪、电势法氧化锆氧分析仪等。在原电池的外电路中串联一放电电阻RH，原电池放电电流的变化通过RH转换成毫伏信号，由并联毫伏计测出。
采用电解池进行电解电流分析的在线仪器有电解式微量水分仪、极谱式溶解氧分析仪、电流法氧化锆氧分析仪、定电位电解式有毒气体检测器等。电解池由外电路中的直流电源供电，电解电流经串联毫安计测出。

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