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  • 分析化學手冊. 4. 電分析化學(第三版)
    該商品所屬分類:自然科學 -> 化學
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    366-530
    【作者】 蘇彬 
    【所屬類別】 圖書  自然科學  化學  分析化學 
    【出版社】化學工業出版社 
    【ISBN】9787122263506
    【折扣說明】一次購物滿999元台幣免運費+贈品
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:精裝

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787122263506
    作者:蘇彬

    出版社:化學工業出版社
    出版時間:2016年10月 

        
        
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    編輯推薦
    《分析化學手冊》自20世紀80年代出版以來,到目前已經是第三版,已經成為行業內和學術界大家比較認可的可信任的工具書。《電分析化學》共有10章,內容有了很大程度的更新,涵蓋了電分析化學的實驗測量,簡要介紹了電化學的基礎知識以及電分析化學實驗測量所需的材料和準備工作。精簡了電重量分析的內容,電導分析法、電位分析法和溶出伏安法對近十年的新進展作了深入的總結。如電位分析法中增補了電化學活性分子的氧化還原電位、液/液界面離子轉移吉布斯自由能、離子選擇性電極分析應用和全固態離子選擇性電極等數據。極譜法目前較少使用,所以隻保留了基本原理並與伏安法整合為一章。微電極部分介紹了微電極的類型和制備,補充了在體微電極分析和無損電化學分析的新進展。近年來電化學傳感器研究取得了豐碩的成果,第九章不僅收錄了化學修飾電極分析應用的數據,還根據研究對像收錄了電化學氣體傳感器、酶電極、免疫電化學分析和生物分子直接電化學分析等數據。新增了電化學聯用技術,包括光譜電化學技術、電化學發光分析、電化學石英晶體微天平和電化學與色譜/電泳技術聯用等。《電分析化學》是凝聚了我國分析化學屆很多專家學者的智慧,汪爾康院士作為主審對整篇稿件進行了細致的審閱,對圖書的質量起到了有效的保障作用。 
    內容簡介
    《分析化學手冊》第三版在第二版的基礎上作了較大幅度的增補和刪減,保持原手冊10分冊的基礎上,拆分了其中3個分冊成6冊,終形成13冊。
    本分冊共有十章,包含了電分析化學的經典方法和近十年來發展起來的新方法、新技術及其在各領域中的應用。內容涵蓋了電分析化學基礎知識和電分析實驗測量中所涉及的各種儀器、裝置及測量步驟,各種電化學分析方法,如電解分析、庫侖分析、電導分析、電位分析、伏安分析、極譜分析和溶出分析方法,以及電化學傳感器、聯用技術、生物活體分析等電化學分析技術,介紹了各種方法與技術的基本原理、適用範圍、優缺點、方法的應用等。
    適合從事電化學和電分析化學研究的技術人員,以及相關研究人員參考。


    目錄
    章電分析化學導論1
    節電分析化學分類1
    一、1960年的分類1
    二、1963年的分類2
    三、1975年的分類2
    四、1997年的分類3
    五、其他文獻分類方法7
    六、本分冊的分類原則8
    第二節 電分析化學術語和符號9
    第三節 電分析化學學術和網絡資源16
    一、學術期刊16
    二、網絡資源17
    三、參考書籍18
    第二章電分析化學基礎知識與實驗測量23章電分析化學導論1
    節電分析化學分類1
    一、1960年的分類1
    二、1963年的分類2
    三、1975年的分類2
    四、1997年的分類3
    五、其他文獻分類方法7
    六、本分冊的分類原則8
    第二節  電分析化學術語和符號9
    第三節  電分析化學學術和網絡資源16
    一、學術期刊16
    二、網絡資源17
    三、參考書籍18
    第二章電分析化學基礎知識與實驗測量23
    節  電化學基礎知識23
    一、界面雙電層23
    二、法拉第過程和非法拉第過程23
    三、電極反應24
    四、電極/溶液界面的傳質過程25
    五、電極反應動力學26
    第二節  電分析化學實驗測量28
    一、三電極體繫29
    二、工作電極29
    三、輔助電極42
    四、參比電極42
    五、電解池55
    六、溶劑和電解質56
    第三章  電解和庫侖分析法60
    節電解分析法60
    一、電解過程60
    二、過電位60
    三、電解液的選擇62
    四、無機物的電解分析和分離62
    第二節庫侖分析法67
    一、初級庫侖分析法68
    二、次級庫侖分析法77
    三、控制電流庫侖滴定分析89
    四、控制電位庫侖分析121
    五、微庫侖分析134
    第四章電導分析法138
    節基本原理138
    一、電導和電導率138
    二、摩爾電導率和極限摩爾電導率140
    三、鹽的摩爾電導率和陽離子遷移數145
    第二節電導滴定分析148
    第三節某些物理化學常數的測定150
    一、弱電解質的解離度和離解常數的測定150
    二、難溶鹽的溶解度和溶度積的測定151
    三、反應速率常數的測定151
    第四節自動連續監測152
    第五節高頻滴定和高頻法153
    一、在水介質中的高頻滴定153
    二、在非水介質中的高頻滴定154
    三、高頻法測量組成或取決於組成的性質155
    第五章電位分析法157
    節電極電位157
    一、標準電極電位157
    二、條件電極電位166
    第二節液/液界面標準電位189
    第三節pH電位法測定191
    一、pH的定義191
    二、標準緩衝溶液192
    三、指示電極201
    四、非水溶劑介質中的酸度206
    第四節離子選擇性電極209
    一、離子選擇性電極的分類209
    二、電位選擇繫數218
    三、測定電位選擇繫數的方法219
    四、離子選擇性電極的分析測試方法223
    五、離子選擇性電極在分析測試中的應用225
    第六章  極譜和伏安分析法240
    節  極譜分析法241
    一、概述241
    二、線性掃描(直流)極譜分析244
    三、交流極譜、方波極譜和脈衝極譜分析248
    第二節  伏安分析法256
    一、概述257
    二、線性掃描伏安分析259
    三、交流伏安分析260
    四、方波伏安分析265
    五、脈衝伏安分析265
    第三節  卷積伏安分析法266
    一、技術方法概述266
    二、半積分伏安分析269
    三、半微分伏安分析271
    四、1.5次微分伏安分析272
    五、2.5次微分伏安分析及各階次新伏安分析的對比273
    六、各階次新伏安譜圖示例275
    第四節  循環伏安分析法277
    一、可逆、準可逆、不可逆電極過程的判據278
    二、偶聯化學反應電極過程的判據280
    第五節  極譜、伏安分析常用儀器及原理281
    一、經典極譜儀電路原理281
    二、示波極譜儀電路原理281
    三、恆電位電路原理282
    四、新伏安極譜電路原理283
    五、雙工作電極伏安分析儀原理284
    六、微機型電化學伏安工作站285
    第七章溶出伏安法288
    節金屬在汞中的溶解度及離子的富集電位289
    一、金屬和汞的相互溶解度289
    二、金屬原子在汞中的擴散繫數289
    三、金屬的零電荷電位290
    四、離子富集電位290
    第二節工作電極293
    一、汞電極293
    二、碳電極297
    第八章超微電極305
    節概述305
    一、超微電極的性質與類型305
    二、超微電極的應用領域306
    三、基本原理307
    第二節超微電極的制備308
    一、微電極的制備簡介308
    二、玻璃管超微電極的類型和制備318
    三、超微電極陣列的類型和制備319
    四、超微電極的預處理和表征321
    第三節在體電分析化學321
    一、測定原理322
    二、伏安法在體分析324
    三、微型離子選擇性電極在體分析330
    第四節無損微測分析333
    一、無損微測分析簡介333
    二、工作原理333
    三、無損微測繫統的組成335
    四、無損微測技術的影響因素336
    五、無損微測技術的特點336
    六、無損微測技術的應用337
    七、無損微測技術和膜片鉗技術的區別340
    八、無損微測技術與其他技術的結合與展望341
    第五節超微電極的發展方向342
    第九章電化學生物傳感器350
    節化學修飾電極350
    一、化學修飾電極研究進展350
    二、化學修飾電極的預處理351
    三、化學修飾電極的制備352
    四、化學修飾電極在分析測試中的應用354
    第二節電化學氣體傳感器365
    一、氣體傳感器的研究現狀365
    二、氣體傳感器分類366
    三、電化學氣體傳感器的原理368
    四、氣體傳感器的性能指標369
    五、氣體傳感器的應用370
    第三節酶電極378
    一、酶電極結構378
    二、酶電極發展過程381
    三、固化技術384
    四、酶電極特性388
    五、固化酶電極的應用389
    第四節電化學免疫分析413
    一、電化學免疫分析原理414
    二、電化學免疫傳感器的分類414
    三、電化學免疫傳感器中抗體固定方法426
    四、電化學免疫傳感器的發展方向428
    第五節生物分子直接電分析化學429
    一、蛋白質-電極界面的構築方法429
    二、直接電化學中常用的幾類生物分子431
    三、生物分子直接電化學的研究意義452
    第十章電化學聯用分析454
    節光譜電化學技術454
    一、概述454
    二、電極表面的光透射和光反射455
    三、紫外-可見光譜電化學456
    四、發光光譜電化學464
    五、振動光譜電化學466
    第二節電化學發光分析473
    一、聯吡啶釕及其衍生物電化學發光體繫474
    二、魯米諾電化學發光體繫495
    三、量子點電化學發光體繫498
    四、其他電化學發光體繫500
    第三節電化學石英晶體微天平500
    一、基本原理500
    二、分析應用502
    第四節電化學與色譜/電泳技術聯用505
    一、液相色譜-電化學檢測聯用技術及其應用505
    二、毛細管電泳-電化學檢測聯用技術及其應用509
    三、微流控電化學檢測繫統及其應用516
    主題詞索引526
    表索引533 


    前言
    在《分析化學手冊》版中,電分析化學和光譜分析作為一個分冊,於1983年出版。隨著20世紀八九十年代我國改革開放和科技教育事業的飛速發展,電分析化學躍上了一個新的臺階,因而在第二版編排時將電分析化學單獨成冊定為第四分冊。第二版於1998年出版,至今已有18年,這期間電分析化學領域取得了令人矚目的發展。為適應當前科學發展的需要,在化學工業出版社的組織下,於2010年開始進行第三版的編寫。
    這次編寫仍然按照理論聯繫實際、注重實用的原則。在保持原有特色的前提下,著重收集了近十幾年來在文獻資料上發表的重要結果、方法和應用。隨著現代科學技術的不斷發展,電分析化學的應用煥發出了新的生機與活力,不僅使經典的方法面目一新,而且還出現了許多新的方法和技術,應用於現代儀器分析和生產生活之中。在《分析化學手冊》版中,電分析化學和光譜分析作為一個分冊,於1983年出版。隨著20世紀八九十年代我國改革開放和科技教育事業的飛速發展,電分析化學躍上了一個新的臺階,因而在第二版編排時將電分析化學單獨成冊定為第四分冊。第二版於1998年出版,至今已有18年,這期間電分析化學領域取得了令人矚目的發展。為適應當前科學發展的需要,在化學工業出版社的組織下,於2010年開始進行第三版的編寫。
    這次編寫仍然按照理論聯繫實際、注重實用的原則。在保持原有特色的前提下,著重收集了近十幾年來在文獻資料上發表的重要結果、方法和應用。隨著現代科學技術的不斷發展,電分析化學的應用煥發出了新的生機與活力,不僅使經典的方法面目一新,而且還出現了許多新的方法和技術,應用於現代儀器分析和生產生活之中。
    經調整後本分冊內容共有十章,章補充了按1997年IUPAC推薦的電分析化學分類、名詞和定義,歸納了已出版的電分析化學學術書籍、手冊和公開的網絡資源。第二章主要內容是關於電分析化學的實驗測量,簡要介紹了電化學的基礎知識以及電分析化學實驗測量所需的材料和準備工作。刪除了第二版中有關電重量分析的大部分內容,將剩餘內容與庫侖分析法整合為第三章。在修訂原有內容的基礎上,電導分析法、電位分析法和溶出伏安法補充了大量近年來取得的進展,如電位分析法中增補了電化學活性分子的氧化還原電位、液/液界面離子轉移吉布斯自由能、離子選擇性電極分析應用和全固態離子選擇性電極等數據。考慮到極譜法已較少使用,刪減了其大部分內容,隻保留了基本原理的介紹,並與伏安分析法整合為第六章。第八章為微電極,介紹了微電極的類型和制備,補充了在體和無損電化學分析的新進展。近年來電化學傳感器研究取得了豐碩的成果,第九章不僅收錄了化學修飾電極分析應用的數據,還根據研究對像收錄了電化學氣體傳感器、酶電極、免疫電化學分析和生物分子直接電化學分析等數據。新增了第十章電化學聯用技術,包括光譜電化學技術、電化學發光分析、電化學石英晶體微天平和電化學與色譜/電泳技術聯用等內容以及相關的分析數據。
    本分冊的版由原杭州大學的呂榮山、施清照、王國順等編寫,第二版由彭圖治、王國順主編,楊麗菊、呂榮山和施清照參與了編寫。本版編寫人員:浙江大學蘇彬(章~第五章、第七章、第八章的第五節及第十章的、第三和第四節,研究生吳鎖柱、許林茹、李婉珍、孫琴琴和劉香紅等參與了部分編寫)、浙江工業大學劉文涵(第六章)、北京科技大學張美琴(第八章的、三節)、西安交通大學的李菲(第八章的第二、四節)、聊城大學劉繼鋒(第九章和第十章的第二節)。全書由蘇彬統稿。
    本分冊由我國著名分析化學家、中國科學院長春應用化學研究所汪爾康院士審稿,並提出了許多寶貴的意見,對全書的定稿起到了重要作用。在本書確定編寫大綱和修訂過程中得到了本手冊編委會的諸多專家和化學工業出版社編輯的指導和幫助,在此一並致以衷心的感謝。
    在手冊修訂過程中,我們全力以赴,力求新版手冊能全面反映電分析化學的新進展,以滿足讀者的要求和期望。但電分析化學涉及面很廣,尤其近年來發展迅速,文獻數據浩瀚,加之我們知識面和水平有限,雖力求謹慎並仔細校對,但書中難免有遺漏,還可能存在種種缺點、不足乃至錯誤之處,熱忱期待專家和廣大讀者批評指正。


    編  者    
    2016年6月於杭州
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    節 電化學基礎知識
    電化學過程指發生於電極/溶液界面的電荷轉移反應及相關變化的總和,該過程與電極電勢密切相關。改變電極電勢,電化學反應活化能就以一定形式發生相應的改變。此外,電化學反應速率也受電極/溶液界面雙電層結構的影響。


    一、界面雙電層
    對當任何兩相接觸時,由於電子或離子等荷電粒子在兩相中具有不同的電化學勢,荷電粒子就會在兩相界面附近發生重新分布,終界面兩側形成符號相反的電荷分布。以金屬電極/溶液界面為例,為補償金屬表面電荷以維持電中性條件,靠近電極/溶液界面溶液一側的溶劑和電解質離子會在界面附近重新分布,形成一個雙電層結構。靠近電極表面的一層由溶劑分子和特性吸附的離子、分子所組成,這一層被稱為內層、緊密層、Helmholtz層或Stern層,厚度一般為1010 m。這一層以外的溶液層中含有大量自由擴散的溶劑化離子,這些溶劑化離子與電極之間發生長程靜電相互作用,這一層通常被稱為分散層(Diffuse Layer),厚度範圍為1010 106 m,該厚度與電解質濃度、溫度等因素有關。雙電層結構對電極反應有重要影響,通常來講雙電層電容及其所產生的充電電流在電化學測量中是不可忽視的。尤其是特性吸附對電極/溶液界面性質有重要影響,它能改變電極表面狀態和雙電層中的電位分布,從而影響反應物表面濃度及界面反應活化能。


    二、法拉第過程和非法拉第過程
    根據是否有電荷轉移通過電極/溶液界面,電化學過程可分為法拉第過程和非法拉第過程。法拉第過程是有電荷轉移經過電極/溶液界面的過程,該過程伴隨氧化還原反應的發生,因電荷轉移量與反應物質變化量之間的當量關繫遵循法拉第定律,故被稱為法拉第過程,而相應產生的電流稱為法拉第電流。
    在某些實驗條件下,電極/溶液界面沒有電荷轉移反應發生,而僅有吸附、脫附等過程發生,但電極/溶液界面仍可隨外加電位和溶液組成發生變化,此類過程被稱為非法拉第過程,所對應的電流響應稱為非法拉第電流,有時也被稱為充電電流或電容電流。一個電極反應過程的發生既包括法拉第過程也包括非法拉第過程。節  電化學基礎知識
       電化學過程指發生於電極/溶液界面的電荷轉移反應及相關變化的總和,該過程與電極電勢密切相關。改變電極電勢,電化學反應活化能就以一定形式發生相應的改變。此外,電化學反應速率也受電極/溶液界面雙電層結構的影響。


    一、界面雙電層
        對當任何兩相接觸時,由於電子或離子等荷電粒子在兩相中具有不同的電化學勢,荷電粒子就會在兩相界面附近發生重新分布,終界面兩側形成符號相反的電荷分布。以金屬電極/溶液界面為例,為補償金屬表面電荷以維持電中性條件,靠近電極/溶液界面溶液一側的溶劑和電解質離子會在界面附近重新分布,形成一個雙電層結構。靠近電極表面的一層由溶劑分子和特性吸附的離子、分子所組成,這一層被稱為內層、緊密層、Helmholtz層或Stern層,厚度一般為1010 m。這一層以外的溶液層中含有大量自由擴散的溶劑化離子,這些溶劑化離子與電極之間發生長程靜電相互作用,這一層通常被稱為分散層(Diffuse Layer),厚度範圍為1010  106 m,該厚度與電解質濃度、溫度等因素有關。雙電層結構對電極反應有重要影響,通常來講雙電層電容及其所產生的充電電流在電化學測量中是不可忽視的。尤其是特性吸附對電極/溶液界面性質有重要影響,它能改變電極表面狀態和雙電層中的電位分布,從而影響反應物表面濃度及界面反應活化能。


    二、法拉第過程和非法拉第過程
        根據是否有電荷轉移通過電極/溶液界面,電化學過程可分為法拉第過程和非法拉第過程。法拉第過程是有電荷轉移經過電極/溶液界面的過程,該過程伴隨氧化還原反應的發生,因電荷轉移量與反應物質變化量之間的當量關繫遵循法拉第定律,故被稱為法拉第過程,而相應產生的電流稱為法拉第電流。
    在某些實驗條件下,電極/溶液界面沒有電荷轉移反應發生,而僅有吸附、脫附等過程發生,但電極/溶液界面仍可隨外加電位和溶液組成發生變化,此類過程被稱為非法拉第過程,所對應的電流響應稱為非法拉第電流,有時也被稱為充電電流或電容電流。一個電極反應過程的發生既包括法拉第過程也包括非法拉第過程。
      
    三、電極反應


        一般來講,電極反應是異相氧化還原反應,它是通過電子導體相(即電極)和離子導體相(電解質溶液)之間的界面電荷轉移來實現的,它的反應速率可通過改變電極電位來控制。為便於討論,可考慮表示為以下還原半反應:
    (2.1)
    式中,O和R是氧化還原對相應的氧化態和還原態組分。
    當該電極反應處於平衡狀態時,電極電位與溶液中反應物和產物的本體濃度之間符合Nernst方程,一般表示如下:
    (2.2)
    式中,表示矢量標準電極電位,和分別表示氧化態和還原態的溶液本體濃度。


    圖2-1. 圖示電極反應包括的界面和化學過程
    注:O、R分別代表氧化態和還原態
    電極反應不僅包括電極表面上的電荷轉移反應,還包括電極表面附近溶液中的傳質和一些相關的化學步驟,如圖2-1所示。這些步驟中,有些可平行(同時)發生,有些是連續發生。如果僅有一種物質在電極上按照單一路程被氧化或還原,整個電極反應所包括的步驟有:
    -溶液中的電活性物質(反應物)向電極/溶液界面運動,進而發生電荷轉移反應和補充被電極反應消耗的電活性物質(反應物);
    -電活性物質(反應物)在界面雙電層中發生一定的化學轉化,生成適合於電極反應的形態,以及發生一定的吸附等;
    -電活性物質(反應物)與電極之間發生電荷轉移及電化學反應;
    -電化學反應生成物(產物)發生吸附-解附及相應的化學轉化;
    -電化學反應生成物(產物)在電極表面沉積生成新的相,或在電極表面析出氣體,或由電極表面向溶液本體運動。
    這五個步驟是連續的,每一個步驟都需要活化能,整個電極的反應速率由連續步驟中慢的步驟所控制。通常來講,人們將電極反應區分為傳質控制和電化學反應(電荷轉移反應)控制。


    四、電極/溶液界面的傳質過程
        在一個傳質控制的電極過程中,電化學反應(電荷轉移反應)比較快速,即電極反應可逆,電極電位和電活性物質的表面濃度始終維持Nernst關繫。此時,電極反應過程的速率就完全由反應物向電極表面或生成物離開電極表面的傳質速率所決定。一般來講,溶液中的傳質過程可以通過三種方式進行,即擴散、電遷移和對流。
    擴散:溶液中存在濃度梯度時所引起的反應物和產物的運動,例如由於電極反應的消耗,電極表面反應物的濃度低於其在溶液本體中的濃度,引發反應物自溶液本體向電極表面擴散。
    電遷移:帶電荷的反應物或產物在電場作用下所產生的運動,帶正電荷的物質順電場方向運動,帶負電荷的物質逆電場方向運動。
    對流:溶液中物質隨溶液流動而運動,溶液流動可能是由密度差異所引起的自然對流,也可能是由人為攪拌所引起的強制對流。
    將以上三種傳質結合起來,如果隻考慮一維傳質則可得到如下傳質方程:
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