能斯特方程在電化學分析法中的分析研究

胡一雯（河北聯合大學 以升創新教育基地 河北唐山063009）

孫嬿 李春生（河北聯合大學 化學工程學院 河北唐山 063009）

一、能斯特方程在電化學分析法中的分析

電化學分析法是借助電化學響應信號來測試未知待測體系物質濃度和組成，其在電位分析法、電解分析法、極譜分析法中均有關鍵體現[1-5]。

1.能斯特方程在電位分析法中應用

電位分析法是根據化學電池的電極電位的變化與溶液活度或濃度之間的關系進行分析的方法；可分為直接電位法和電位滴定法兩大類。（1）直接電位法是利用測得的電位差值，直接計算出被測物質的活度或濃度，其核心在于電位差值與待測組分活度（濃度）之間的內在關系；（2）電位滴定法是通過測量滴定過程中指示電極的電位變化來確定滴定終點的分析手段，其關鍵要點在于根據滴定過程中電極電位的變化與滴定中消耗標準溶液的體積和濃度之間的關系來計算[2-5]。

2.能斯特方程在電解分析法中應用

電解分析法是將被測液置于電解裝置中，使被測離子在電極上以金屬或其它固體形式析出，再根據電解后所增加的重量來求算出對應物質含量的方法；[1,3,6]其包括電重量法和汞陰極分離法。（1）電重量法是通過稱量待測元素在電極上以純金屬或難溶化合物形式存在的沉積物的重量，從而確定待測元素含量的方法；（2）汞陰極分離法則是通過將溶液中較易還原的金屬析出在汞陰電極上，而使之與其他金屬離子有效分離的技術。

因電解過程存在過電位η，而使得實際分解電壓E2大于整個電池理論電壓值E1。整個電池存在如下關系式：

在實際測量中，整個電池理論電壓值E1取決于陽極理論電勢EA與陰極理論電勢EB的差值（E1=EA-EB）。然而，陰極和陽極理論電勢均要應用能斯特方程來精確計算（公式2）：

3.能斯特方程式在極譜分析法中應用

極譜分析法是工作電極選用滴汞電極、參比電極為面積很大的飽和甘汞電極（SCE），然后對待測液進行電解分析；其根據測量特殊條件下電解過程中的電流—電位或電流—時間曲線來分析的方法。這種方法將溶液電阻（iR）和金屬在汞上的過電位（η）降低到極小而可忽略、面積很大的飽和甘汞參比電極的恒定電位為標準（Ea=0）；從而使得電解過程中外加電壓和電極電位之間的關系式（公式3）可簡化成V=-Ede（vs.SCE）。此時，電極電位同樣符合能斯特方程（公式4）。

結論

綜上所述，本論文通過分析研究能斯特方程在電化學分析法中各個章節的聯系，啟發創新思維、不斷激發電分析過程的研究熱情，從而為電位分析法、電解分析法、極譜分析法的系統應用提供必要的理論基礎和實踐經驗。

[1]張勝濤.電分析化學[M].四川:重慶大學出版社,2004.

[2](美)王(Wang J.)著;朱永春,張玲譯.分析電化學[M].北京:化學工業出版社,2009.

[3]盧小泉,薛中華,劉秀輝.電化學分析儀器[M].北京:化學工業出版社,2010.

[4]劉玉海,楊潤苗.電化學分析儀器使用與維護[M].北京:化學工業出版社,2011.

[5]李啟隆等著.電化學與電分析化學—李啟隆學術論文選[M].北京:北京師范大學出版社,2011.

[6]李啟隆,胡勁波.電分析化學（第二版）[M].北京:北京師范大學出版社,2007.