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不同电化学法对双甘膦废水除磷效果的比较研究_胡凤妹

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。

第六章电化学系统的研究内容和方法

第六章电化学系统的研究内容和方法 6-1、解：金属导电的载体是电子，是电子导体；而电解质溶液导电的载体是离子，是离子导体。 6-2、解：电极电势高的电极称为正极，电极电势低的电极称为负极。发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。因为在原电池中负极发生的是氧化反应，正极发生的是还原反应，故此负极是阳极，正极是阴极。 6-3、解：强酸、强碱的电导率的数值教大，其次是盐类，是强电解质；而弱电解质醋酸等为最低。电导率随电解质的浓度增大而增大，达到极值后电解质的浓度增大而减小。电解质溶液的导电能力，由两电极之间的溶液中所含离子数目、离子价态数以及离子的运动速度来决定，对于一定浓度的电解质来说，由离子数目与运动速度两个因素决定。在讨论κ、Λm随浓度变化的规律时，从浓度对以上两个因素的影响来分析。下面分别就强、弱电解质进行讨论。(1)对强电解质，浓度愈大单位体积中的离子数目愈多，故κ低浓度范围随c增大而增大，当浓度增大到一定程度时，由于离子间的相互作用增大而使离子运动速度变慢，故在高浓范围内κ又随c的增大而减小。在讨论Λm时，由于1 mol 强电解质溶液中离子数目是不变的，浓度的变化仅影响离子运动速度，所以Λm随c的增大而减小。 6-4、解：在极稀释的溶液范围内，强电解质的Λm与c呈直线关系，即 Λm=∞ Λm–B c 式中，B为常数；∞ Λm为无限稀释时电解质的摩尔电导率，亦称极限摩尔电导率。可以将直线外推至c→0纵坐标相交求得。对于弱电解质溶液的极限摩尔电导率可由离子独立运动定律求。对弱电解质来说，溶液浓度较小，可以忽略离子间的相互作用对其运动速度的影响，而只就离子数目这一因素来进行分析导电能力与浓度的关系。弱电解质存在电离平衡，当溶液浓度增大时，电离度减小，单位体积中的离子数目随c的变化不大，因而随c的增大κ只有很小的改变。弱电解质的Λm随浓度减小而增大，当c→0时，Λm急剧增加，这是因为随着浓度的下降电离度增大，从而使1mol电解质电离出来的离子数目急剧增多。因而弱电解质的∞ Λm无法用外推法求出。但可由强电解质的来计算(即离子独立运动定律)。 6-5.1、解：由题意可得(1)电导池的电导池常数： K(L/A1) = L/A=1.063310－6m-1 由于(1)和(2)放入同种电解质，故此(1)和(2)的电导率相同 ∵R(2)/R(1)=0.10781,又κ= K(L/A)2G，G = 1/R∴K(L/A2)/ K(L/A1)=0.10781 ∴K(L/A2)=1.063310－6m-130.10781=1.146310－5 m-1 ∴由公式κ= K(L/A)2G，得273K时KCL溶液的电导率： κ=6.525 S2m-1 6-5.2、解：由公式PV=nRT得：1dm3气体的物质的量为n=0.0014mol 电解稀H2SO4溶液的电极反应如下：阳极：2H++2e—→H2 阴极：4OH－—→O2+2H2O+4e 1) 如获得1dm3氧气，则需通过的电量Q=nF= 540.319C ∴通电时间t=Q/I=108S 2) 同理，如获得1dm3氢气需通电时间t=54S

选修4第四章《电化学基础》教材分析与教学建议(常芸)

选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议荔湾区教育发展研究中心常芸一、教材分析 1、地位和作用（1）本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容，也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。（2）本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深，同时，在学习了前面溶液中离子平衡知识已经为学生建立了微观、动态、相互作用的认识深度，并且建立了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路，因此电化学是对氧化还原反应、离子反应等知识进行深化和应用。（3）本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上，通过对碱性锌锰干电池（一次电池）、铅蓄电池（二次电池）、燃料电池、电镀、金属精炼的分析，体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发展和进步的重要作用。其中涉及的“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。（4）通过对金属腐蚀和防护原理和实验的探究，培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力（理论联系实际）。 2、知识结构本章的知识结构为：

二．课程标准、考试说明对本章的要求三、课时分配建议第一节原电池（含原电池的设计）1课时第二节化学电源【一、二次电池、燃料电池】1课时第三节电解池2课时第四节金属的电化学腐蚀与防护2课时复习2课时测验、评讲2课时合共10课时。四、各节教学目标（1）知识与技能： ①在氧化还原的知识基础上，进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。 ②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。 ③了解金属腐蚀的原理与种类，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法。（2）过程与方法： ①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过

第四章电化学与电位分析法

第四章电化学与电位分析法一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？ 2.电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？ 3.电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？ 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？ 5.电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？ 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？ 7.何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？ 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T 为25℃,活度系数均为1）（1）Pt│Cr 3+（1.0×10－4mol·L －1），Cr 2+（0.10mol·L －1）‖Pb 2+(8.0× 10－2mol·L －1)│Pb 已知： 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ+++=-=- 已知： 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++== （3）Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L －1)‖HClO 4(0.100mol·L －1 )│Cl 2(50663Pa),Pt 已知： 22//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ +-== （4）Bi│BiO +(8.0×10－2mol·L －1)，H +(1.00×10－2mol·L －1)‖I－(0.100mol·L －1)，AgI(饱和)│Ag 已知： 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？ 10.以氟离子选择性电极为例，画出离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵

第六章：电化学(2个)

第六章电化学一、本章基本要求 1．掌握电化学中的一些基本概念：导体、原电池和电解池、正负极、阴阳极。了解离子迁移数的意义及常用测定方法。 2．掌握电导、电导率及摩尔电导率的概念及它们与浓度的关系。熟悉离子独立运动定律及电导测定的应用。 3．熟悉电解质溶液的活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义及计算方法，了解德拜-休克尔极限公式的使用。 4．掌握可逆电池的基本概念和表示方法，熟悉可逆电极的类型和书写方法，能正确书写电极反应和电池反应。 5．了解电池电动势的产生机制，测定原理。了解电极电势的确定方法及标准氢电极作用。 6．熟练掌握电池电动势和电极电势的Nernst方程，掌握它们的计算和重要的应用。 7．熟练掌握电化学和热力学之间的联系，能利用电化学手段计算热力学函数的变化值。 8．了解浓差电池的基本概念。熟悉膜电势的概念和意义。 9．熟悉电解过程的基本概念和基本原理，了解电极极化的产生原因。 10．了解电化学在生物学中的应用。二、基本公式和内容提要（一）电化学基本概念 1．导体导体是指能够导电的一类物体，通常分为电子导体和离子导体两种。电子导体通过自由电子的定向移动而导电，且导电过程中无化学变化，导体的导电能力随温度升高而降低。离子导体通过正、负离子的定向移动来实现导电目的，导电过程中有化学反应发生，导体的导电能力随温度升高而增强。 2．原电池和电解池实现化学能和电能之间相互转化的装置称为电化学装置，或简称电池。其中将电能转化为化学能的装置叫电解池，将化学能转化为电能的装置叫原电池。两种电池中，发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。而正负极则是根据电势的高低来认定的。电势高者为正极，电

第六章表面物理化学分选要点

第六章表面物理化学分选教学大纲要求教学内容本章是本书的重要章节，从颗粒表面的性质出发，叙述矿物颗粒表面润湿性与表面物理化学分选的关系。主要内容包括： 1.颗粒表面润湿性与浮选 2.双电层 3.矿物溶解对浮选过程的影响 4.硫化物固体颗粒表面的氧化还原反应与浮选 5.聚集与分散 6.泡沫教学时间 14学时。教学重点 1. 颗粒表面性质、双电层结构，颗粒表面润湿性与其可浮性的关系；

2. 颗粒表面可浮选性的形成原理，颗粒间的分散与凝聚行为、DLVO理论。教学难点矿物表面电性质与浮选行为的关系；颗粒间的相互作用与浮选行为；硫化矿物浮选电化学与硫化矿物浮选分离行为。教学方法课堂教学为主，并通过专题试验与现场实践教学对本节重点内容加深教学效果。教学要求重点掌握颗粒表面性质，颗粒表面吸附与其可浮性的关系；颗粒表面可浮选性的形成原理；正确理解浮选、表面润湿性、浮选速率等基本概念。讨论如何利用颗粒表面性质，以及通过调整溶液－颗粒界面性质，实现不同性质物料的分选。教学参考书 1.王淀佐等，矿物加工学，徐州：中国矿业大学出版社，2003. 2.顾惕人等，表面化学，北京：科学出版社，2001. 3.胡为柏，浮选，北京：冶金工业出版社，1986. 4.《选矿手册》编辑委员会，选矿手册，第三卷，第二分册，北京：冶金工业出版社，1993. 5.王淀佐，胡岳华，浮选溶液化学，长沙：湖南科学技术出版社，1988. 6.李世丰，张永光，表面化学，长沙：中南工业大学出版社，1991. 7.龚竹青，理论电化学导论，长沙：中南工业大学出版社，1988. 8.冯其明，陈荩，硫化矿物浮选电化学，长沙：中南工业大学出版社，1992. 9.郭鹤桐，刘淑兰，理论电化学，北京：宇航出版社，1984. 6.1 概述

仪器分析作业参考答案

第二章电化学分析法 6.计算[OH –] = 0.05 mol/L ，p(O2)=1.0×103 Pa 时，氧电极的电极电势，已知O2 +2H2O+4e= 4OH –，φθ=0.40 V 。解：根据能斯特方程 ()ln (Re )RT a Ox nF a d θ??=+ 代入数据计算得?=0.438V 7. 试从有关电对的电极电势，如?θ（Sn2+/Sn ）、?θ（Sn4+/Sn2+）及?θ（O2/H2O ），说明为什么常在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化？答：?θ值较大的电对中的氧化态物质能和?θ值较小的电对中的还原态物质反应。所以在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化\ 11. 下述电池中溶液，pH = 9.18时，测得电动势为0.418 V ，若换一个未知溶液,测得电动势为0.312 V ，计算未知溶液的pH 值玻璃电极 ) (H x s a a 或+饱和甘汞电极答：根据pH 的实用定义公式: F /RT .E E 3032s x pHs pHx -+ =, 代入数据得PH=7.39 12. 将ClO4－离子选择性电极插入50.00 mL 某高氯酸盐待测溶液，与饱和甘汞电极(为负极)组成电池，测得电动势为358.7 mV ；加入 1.00 mL 、0.0500 mol ／L NaClO4标准溶液后，电动势变成346.1 mV 。求待测溶液中ClO4－浓度。答：根据 /0.059(101)s s x n E x c V c V ±?= -，代入数据 Cx=1.50?10-3mol/L 第五章气相色谱分析法 6.当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽； (2)保留时间缩短,峰形变窄； (3)保留时间延长,峰形变宽； (4)保留时间缩短,峰形变窄。 11. 分析某种试样时，两个组分的相对保留值r21=1.11, 柱的有效塔板高度H=1mm ，需要多长的色谱柱才能完全分离？解：根据公式 21212121 11(()r r R r r --= 得L=3.67 m

第六章电解加工

第六章：电化学加工技术 6.1.1 电化学加工的原理与特点 1. 电化学加工的原理图6-1所示为电化学加工的原理。两片金属铜(Cu)板浸在导电溶液，例如氯化铜(CuCl2)的水溶液中，此时水(H2O)离解为氢氧根负离子OH－和氢正离子H+，CuCl2离解为两个氯负离子2Cl－和二价铜正离子Cu2+。当两个铜片接上直流电形成导电通路时，导线和溶液中均有电流流过，在金属片(电极)和溶液的界面上就会有交换电子的反应，即电化学反应。溶液中的离子将作定向移动，Cu2+正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积出铜。在阳极表面Cu原子失掉电子而成为Cu2+正离子进入溶液。溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。这种利用电化学反应原理对金属进行加工(图7-1中阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积，常用以提炼纯铜)的方法即电化学加工。 1—阳极；2—阴极

图6-1 电解(电镀)液中的电化学反应 2. 电化学加工的分类电化学加工有三种不同的类型。第Ⅰ类是利用电化学反应过程中的阳极溶解来进行加工，主要有电解加工和电化学抛光等；第Ⅱ类是利用电化学反应过程中的阴极沉积来进行加工，主要有电镀、电铸等；第Ⅲ类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺进行加工，目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工(其中还含有电火花放电作用)。电化学加工的类别如表7-1所示。本节主要介绍电解加工、电铸成型、电解磨削，其它的电化学加工请参考相关资料。表6-1 电化学加工分类 3. 电化学加工的适用范围电化学加工的适用范围，因电解和电镀两大类工艺的不同而不同。电解加工可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片，汽轮机定子、转子的扭曲叶片，炮筒内管的螺旋“膛线”(来复线)，齿轮、液压件内孔的电解去毛刺及扩孔、抛光等。电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。 6.1.2 电解加工 1．电解加工的原理及特点 1) 基本原理电解加工是利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解”来将工件成型的。

8种电化学水处理方法

8种电化学水处理方法电化学水处理 - 世间万物，都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高，也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展，世界各国的废水排放总量急剧增加，且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分，使其难以降解和处理，往往会造成非常严重的水环境污染。为了处理每天大量排出的工业废水，人们也是蛮拼的。物、化、生齐用，力、声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用“电”来处理废水的电化学水处理技术。电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的过程。电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为“环境友好”技术。电化学水处理的发展历程 1799年 Valta制成Cu-Zn原电池，这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源。1833年建立电流和化学反应关系的法拉第定律。 19世纪70年代 Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。 1887年 Arrhenius提出电离学说。 1889年 Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。 1903年

Morse和Pierce把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。 1905年提出Tafel 公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系。 1906年 Dietrich取得一个电絮凝技术的专利，专门有人和公司对电絮凝过程进行改进和修正。1909年 Harries（美国）取得电解法处理废水的专利，它是利用自由离子的作用和铝作为阳极。 1950年 Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜，这促使电渗析技术进入了实用阶段，奠定了电渗析的实用化基础。电渗析首先被用于苦咸水的化，而后逐步扩大到海水淡化和制取工业纯水的应用中。 20世纪50年代 Bochris等发展的电极过程动力学，为今后半导体电极过程特性研究和量子理论解释溶液界面电子转移过程的研究打下理论基础。 1956年，Holden（英国）利用铁作为电极来处理河水。 20世纪60年代初期随着电力工业的迅速发展，电解法开始引起人们的注意。传统的电解反应器采用的是二维平板电极，这种反应器有效电极面积很小，传质问题不能很好地解决。而在工业生产中，要求有高的电极反应速度，所以客观上需要开发新型、高效的电解反应器。 20世纪六七十年代从俄克拉荷马大学研究去除略带碱性的水中盐分开始，Y.Oren等研究了电吸附和电解吸附技术的基础理论、参数的影响和对多种候选电极材料的评价。 1969 年 Backnurst等提出流化床电极(FBE) 的设计。这种电极与平板电极不同，有一定的立体构型，比表面积是平板电极的几十倍甚至上百倍，电解液在孔道内流动，电解反应器内的传质过程得到很大的改善。 1972年 Fujishima和Honda报道了在光电池中光辐射Ti02可持续发生水的氧化还原反应，标志着光催化氧化水处理时代的开始。 1973年 M.Fleischmamm与F.Goodridge等研制成功了双极性固定床电极(BPBE)。内电极材料在高梯度电场的作用下复极化，形成双极粒子，分别在小颗粒两端发生氧化-还原反应，每一个颗粒都相当于一个微电解池。由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小，迁移就容易实现。同时，由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成，因此效率大大提高。 20世纪七十年代前苏联科研人员将铁屑用于印染废水的处理，从此微电解法开始应用到废水治理中。 1976年 Asovov等人（前苏联）利用电絮凝法处理石化废水。1977年，Osipenko等人（前苏联）利用电絮凝法处理含铬废水。 20世纪80年代

第六章离子交换分离技术

第六章离子交换分离技术 1.离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂通过静电引力吸附在离子交换器上，然后用洗脱剂洗脱下来从而达到分离、浓缩、纯化的目的。现已广泛应用于生物分离过程在原料液脱色、除臭、目标产物的提取，浓缩和粗分离等方面发挥着重要作用。 2.离子交换法要使用离子交换剂，常用的离子交换剂有两种：使用人工高聚物作载体的离子交换树脂是使用多糖做载体的多糖基离子交换剂 3.离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子聚合物。 4.离子交换树脂的构成：载体或骨架：功能基团；平衡离子或可交换离子 5.离子交换反应是可逆的，符合质量作用定律 6.离子交换树脂按照活性离子的分类树脂活性离子带正电荷，可与溶液中的阳离子发生交换，称为阳离子交换树脂树脂活性离子带负电荷，可以溶液中的阴离子发生交换，称为阴离子离子交换树脂 7.离子交换树脂分离纯化物质主要通过选择性吸附（进行吸附时具有较强的结合力）和分步洗脱这两个过程来实现 8.强酸性阳离子交换树脂洗脱顺序：酸性<中性<碱性 9.离子交换树脂的分类方法有4种按树脂骨架的主要成分分：聚苯乙烯型树脂；聚苯烯酸型树脂；多乙烯多氨-环氧氯苯烷树脂；酚-醛型树脂；按骨架的物理结构来分：凝胶型树脂（微孔树脂，呈透明状态，高分子骨架）；大网格树脂（大树树脂，填充剂）；均孔树脂（等孔树脂）；按活性基团分类：阳离子交换树脂，对阳离子具有交换能力强酸性阳离子交换树脂：活性基团为硫酸基团（-SO3H）和次甲酸磺酸基团（-CH2SO3H）。都是强酸性基团能在溶液中解离出H+。弱酸性阳离子交换树脂：活性基团由羧基（-COOH）和酚羟基（-OH），交换能力差。

第六章吸附与离子交换

第六章吸附与离子交换分离原理第一节吸附一、概念：指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔表面并附着 1935年亚当斯、霍姆斯开始创制离子交换树脂，我国南开大学何炳林教授为鼻祖例子：制备软水、各种抗生素（大孔网状树脂）的制备等一、交换原理应用合成的离子交换树脂作为载体，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在树脂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到反应、分离、浓缩、提纯的目的。画示意图说明交换过程。二、交换特点树脂无毒性、能再生使用、基本不用溶剂，设备简单，操作方便。三、用途反应、产物分离提纯、脱色、转盐、去盐、制备软水等四、离子交换树脂的组成具有网状立体结构，含有高分子活性基团的高分子聚合物（不溶、稳定）单元结构的组成：网络骨架（R）、功能活性基（-SO3，-N(CH)3-）、与活性带相反电荷的活性离子（可交换H+、OH-、Na+）第二节离子交换树脂的分类及理化性能一、分类（不同的分法有四种） 1．按树脂骨架（R）分：烯型（聚苯乙烯）、酸型（聚丙烯酸）、烷型（聚环氧氯丙烷）、胺型（环氧氯丙烯型多烯多胺型）、酚-醛型等 2．按树脂合成的方式：共聚（加成）型（聚苯乙烯）、缩聚型（酚-醛） 3．按骨架的物理结构微孔（凝胶型）：2~4nm，分子链间距拉开，水干后闭合，孔为暂时性的。大孔：100~1000nm，孔径大小不受外界条件影响，孔为永久性的。等孔：树脂内部的孔道大小均匀，Frieded-Grafts反应生成二次甲基桥链 4．按活性基团含酸性基团的阳离子交换树脂、含碱性基团的阴离子交换树脂 5．其他树脂敖合树脂：含有敖合能力基团，对某些离子具有特殊选择力。两性树脂：同时含有酸、碱两种基团的树脂，主要勇于苦咸水的淡化及废水处理。二、活性基团分类的四种类型树脂 1．强酸基团的阳离子交换树脂活性基：-SO3H、-CH2SO3H、-PO(OH)2、-PHO(OH)次磷酸基团树脂特点：稳定、电离程度不受PH的影响，任何情况下可发生交换，交换快，再生剂用量较大3~5倍。 2．弱酸阳离子交换树脂

化学分离法知识点

化学分离法知识点总结第二章化学分离前的预处理 1.组分分离的概念 1)富集：对摩尔分数小于0.1组分分离。 2)浓缩：对摩尔分数处于0.1到0.9范围内组分的分离。 3)纯化：对摩尔分数大于0.9组分分离。 4)回收因子Ri：Ri为分离后所测得的回收量Q占样品总量Q o的比值。Ri=Q/Qo 5)分离因子S B/A：对于A、B两种组分而言。分离程度可从用分离因子表示。在分析分离中是表示被测组分A与干扰组分B的分离程度。其定义式为：S B/A= （QB/QA）/(QOB/Q OA)=RB/RA 在分离过程中要求分离因子越小越好 6)纯度：纯度系指分离产物中含杂质的多少。对于在常量范围的无机物定量分析而言，纯度要求99.9%以上，对于高纯物质则要求高达99.999%甚至更高。2.化学分离前的预处理：为了从固体混合物中得到单一组分物质，通常要先将其溶解或分解、熔融、浸出等，转变为溶液状态，最后才进行化学分离。因此把在化学分离之前将固体混合物处理成溶液这一过程，称为化学分离前的预处理。预处理方法：溶解法（酸融法、碱融法），熔融法（酸熔法、碱熔法、半熔法或烧结法），物质的浸出（直接法、转换法、细菌浸出法），有机物分解五种。 3.分离目的：分析操作的样品前处理、确认目标物质的结构、获取单一纯物质、去除有毒或有害物质。第三章沉淀分离法 1．沉淀分离法：是在溶液中加入溶剂或沉淀剂, 通过化学反应或者改变溶液的pH值、温度、压力等条件, 使分离物以固相物质形式沉淀析出的一种方法。沉淀分离法分为：常规沉淀分离法、均相沉淀分离法和共沉淀分离法。 2. 均相沉淀法： 1)概念：借助于化学反应使溶液中缓慢而均匀地产生沉淀剂以获得较纯净的晶形或非晶形沉淀的方法。 2)沉淀按其物理性质不同，可粗略分为两类：晶型沉淀和不定形沉淀。不定形沉淀又称非晶型沉淀或胶体沉淀。晶型沉淀中又分为细晶型和粗晶型。 3)如果要获得晶体沉淀，一般认为首先是构晶粒子在过饱和，然后进一步成长为按一定晶格排列的沉淀。晶核的形成有两种情况：一是均相成核，另一种是异相成核。均相成核是构晶粒在过饱和溶液中，通过离子缔合作用自发地形成晶核。异相成核是溶液中混有固体微粒，这些微粒起着晶种的作用，诱导沉淀形成。 4)均相沉淀法的途径： a)可以通过改变溶液pH值，使欲沉淀物质的溶解度慢慢降低，令沉淀析出。 b)利用适当的反应在溶液中缓缓地产生出沉淀剂。 c)逐渐出去溶剂。将试液与有机沉淀剂在某种与水混合的溶剂中混合，然后慢慢蒸发出去溶剂。 d)破坏可溶性络合物。用加热的方法破坏络合物或用一种离子从络合物中置换出被测离子，从破坏北侧例子的络合物从而进行均相沉淀。3．共沉淀分离法： 1)共沉淀现象：当沉淀从溶液中析出时，溶液中的某些原本可溶的组分被沉淀夹带而混杂于沉淀中，这种现象被成为共沉淀现象。 2)定义：加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体沉淀剂，将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集目的的一种分析方法。 3)利用共沉淀剂进行分离的方法很多。一般分为无机共沉淀剂沉淀分离法和有机共沉淀剂沉淀分离法。 4)无机共沉淀剂沉淀分离法特点： a)无机共沉淀剂比表面积大，吸附富集效率高。 b)选择性不高，但犹豫痕量组分经富集后可用原子光谱分析，因此不影响测定结果。 5)无机共沉淀剂沉淀分离法三种形式： a)吸附共沉淀分离可分为夹带沉淀和后沉淀两种沉淀方式。 i.夹带沉淀：这种方法基于物化效应，在沉淀表面未达到平衡时，机械吸附溶液中的异电荷离子，从而将痕量组分夹带下来的分离方法。 ii.后沉淀：后沉淀又称继沉淀。溶液中某些组分沉淀之后，另一种本来难以沉淀的组分在该沉淀表面上继续析出沉淀的现象。特征：富集物质的量随沉淀在溶液中放置时间的增长而增多。 b)混晶共沉淀分离 c)形成晶核共沉淀分离法 6)以有机试剂来富集分离微量组分的分离方法称为有机共沉淀分离法。 7）与无级共沉淀分离法相比，有机共沉淀分离法具有共沉淀分离法分离具有的优点：高效性和高选择性，有机共沉淀剂可用强酸、强氧化剂破坏或用灼烧挥发方法除去。第四章萃取分离法

生物制药工艺学第六章吸附分离法

第六章吸附分离法（习题）一、填空 1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。 2、常用的吸附剂有、和等。 3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。 4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和吸附剂四类。二、选择题 1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（） A.水 B.高盐 C.低pH D. 高pH 2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质（） A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.水 D.溶剂 3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶剂中吸附非极性物质。（） A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.三氯甲烷 D.溶剂 4、下列属于无机吸附剂的是：（） A.白陶土 B.活性炭 C.淀粉 D.纤维素 5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（） A.水 B.甲醇 C.乙醇 D.三氯甲烷 6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（） A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。 B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。 C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。 D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。

三、名词解释 1、吸附法(adsorption method)： 2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：四、问答题 1、简述吸附法的定义和特点。 2、影响吸附的因素有哪些？

第四章电化学分析法

第四章电化学分析法基本要求 1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH 值的测定方法。 PH x = PH s + 059 .0S x E E - 3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法膜=K+0.059lg (a i +a j ?K ij ) K ij = j i a a 利用K ij 估量某种干扰离子对测定造成的误差相对误差= K ij 100)(?i n n j a a j i 4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。（1）组成原电池甘汞电极‖试液‖离子选择性电极（2）比较法测定离子浓度阳离子：s E E s x s x c c )(10-?= 阴离子：s E E s x x S c c )(10-?= s = nF RT 303.2 （3）标准加入法测定离子活度 1)110 (-??-=s E x c c 0V c V c s s = ? nF RT s 303.2= 5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 V b a a V V ep ?-+ = 6．掌握永停滴定确定终点的方法。典型例题解析例1．当下列电池中溶液是pH=4的缓冲溶液时,电池电动势为0.209V 玻璃电极H + (a=x)‖SCN 当缓冲溶液由未知溶液代替时,测得电池电动势为0.312V,计算未知溶液的pH 值。解：设标准pH 缓冲溶液为s ，待测溶液为x 。则

pH x =pH s + 059 .0s x E E - =4.00+ 059 .0209 .0312.0-=5.75 例2．用氯离子选择性电极测定果汁中氯化物含量时，在100ml 的果汁中测得电动势为-26.8mv ，加入1.00mL0.500mol/L 经酸化得NaCl 溶液，测得电动势为-54.2mv ，计算果汁中氯化物的浓度？解：已知：L mol C s /500.0= ml V s 00.1= ml V x 100= mV E 8.261-= mV E 2.542-= 根据式=x C x S E s x s s V V V V C -+= ?10)( = 100 10)00.1100(500 .000.1059.00274.0-+?-=0.00499 0.531=2.59mol/L 10 3 -? 例3．用0.1052 mol/LNaOH 标准溶液电位滴定含25.00mlHCl 溶液,用玻璃电极作指示计算：（1）用二阶微商计算法确定滴定终点体积；（2）计算HCl 溶液浓度。解：（1）用滴定终点附近的几组数据，求出2 E ／V 2正负号改变前后的数值。则：

仪器分析习题解答第二_化学工业出社

北京化工大学仪器分析习题解答董慧茹编 2010年6月

第二章电化学分析法习题解答 25. 解： pHs = , Es = pHx = pHs ＋059 .0Es Ex - (1) pHx 1 = + 059.0209 .0312.0- = (2) pHx 2 = ＋059 .0209 .0088.0- = (3) pHx 3 = ＋059 .0209 .0017.0-- = 26. 解： [HA] = L , E = [A -] = L , ΦSCE = E = ΦSCE － Φ2H+/H2 = － lg[H + ] [H + ] = k a ] [][- A HA = 01.001.0k a = － lg 01 .001.0k a lg k a = - k a = ×10 -5 27. 解： 2Ag + + CrO - 24 = Ag 2CrO 4 [Ag +]2 = ] [24- CrO Ksp

Ag CrO Ag SCE E /42φφ-= - = - [ + 2 24)] [lg(2059.0-CrO Ksp ] ][lg 24-CrO Ksp = - , ] [24- CrO Ksp = ×10-10 [CrO - 24 ] = 10 1210 93.6101.1--?? = ×10-3 (mol/L) 28. 解：pBr = 3 , a Br- = 10-3 mol/L pCl = 1 , a Cl- = 10-1 mol/L 百分误差 = - - --?Br Cl Cl Br a a K ,×100 = 3 1 31010106---??×100 = 60 因为干扰离子Cl -的存在，使测定的a Br- 变为： a -Br = a -Br ＋K --Cl Br .×a -Cl = 10-3 ＋6×10-3 ×10-1 =×10-3 即a -Br 由10-3 mol/L 变为×10-3mol/L 相差 - = pBr 单位 29. 解：

第四章电化学加工

第四章电化学加工 1．从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术？原则上要采用哪些措施才能实现？答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层“切削”去除。因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。 2．为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液，而溶液中的Cu2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。 3．原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极，与电解加工中的阳极和阴极有何区别？两者的电流（或电子流）方向有何区别？答：原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极，一般都是较不活泼的金属或导电体，而其负极，则为较活泼的金属。例如干电池，正极为不活泼的石墨（碳）棒，负极为活泼金属锌，蓄电池的正极是不活泼的铅。金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。两种活泼程度不同的金属（导电体）在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差，电位较正的称为“正极”，流出电流（流入电子流），电位较低的流入电流（流出电子流）。电解加工时人为地外部加以电源，接电源正极称阳极，接电源负极的称阴极，阳极表面流出电流（流入电子流），阴极表面流入电流（流出电子流），两者的方向仍一致，见图4-1。

6第六章--电化学

第六章电化学内容提要一、电解质溶液 2、电解质溶液的导电机理能够实现电解质溶液导电的电化学装置有两类：一类是能将电能转化为化学能的装置，叫电解池；另一类是能将化学能转化为电能的装置，叫原电池。它们均是由电极和电解质溶液组成。电解质溶液导电机理是： ⑴电流通过溶液是由溶液中离子的定向运动实现的。 ⑵电流在电极与溶液的界面处得以连续是由于两电极上分别发生氧化、还原反应时放出或得到电子的缘故。 3、法拉第定律 ⑴电流通过电解质时，在电极上发生化学变化物质的量与通过的电量成正比。 ⑵在各种不同的电解质溶液中通过相同的电量时，各电极上发生化学变化的物质的量n相同。 4、离子的电迁移和迁移数

⑴离子的电迁移现象：离子在电场作用下的定向运动。电解质溶液的导电是由正、负离子共同承担的。通电于电解质溶液后，溶液中的正、负离子分别向阴、阳两极移动，在相应的两极界面上发生还原和氧化作用，两电极界面附近溶液的浓度也随之发生变化，则有通过溶液的总电量Q 等于正离子迁移的电量 + Q 和负离子迁移的电量- Q 之和，- + +=Q Q Q 。 ⑵离子的迁移数：某种离子迁移的电量与通过溶液的总电量之比称该离子的迁移数。在只有一种正离子与负离子的溶液中，正、负离子的迁移数为： - ++ -++++= += U U U Q Q Q t - +- -+--+= += U U U Q Q Q t 显然 1 =+-+t t 影响迁移数的因素：离子的本性、离子浓度和温度等。要注意：①同种离子在不同电解质中的迁移数不同。

②外加电压对离子运动速率的影响成比例，所以不影响离子的迁移数。 ③温度、浓度变化对正、负离子速率的影响不同，迁移数会变化。 5、电解质溶液的电导为表示电解质溶液的导电能力，引入了电导、电导率、摩尔电导率的概念。 ⑴电导：电阻的倒数，通常以L 表示，单位为西门子)(S ，即R L 1 = ⑵电导率：电阻率的导数，用κ表示，即 A l L A l R ?=?= = 11 ρ κ 式中：A l 为电导池常数，单位为1 -m 。κ的单位为 1 _m S ?。物理意义：相距1m ，面积为12 m 的平行电极间放置13 m 电解质溶液的电导。 ⑶摩尔电导率：相距1m 的两平行电极间放置含有mol 1电解质的溶液的电导。 c V m m κ κ= =Λ 式中c 为电解质溶液的物质的量浓度，单位为