仪器简
单, 广泛
普及, 发
展 迅速
的一类方
法 。
电分析化学导论
? 一, 定义和内容
? 1,定义
什么叫电分析化学？ 尽管存在不同意见,
一些著名学者还是提出了大多数人可接受
的定义 。 50年代, I.M,Kolthoff 提出：
Electroanalytical Chemistry is the
application of electrochemistry to
analytical chemistry。
80 年代, 由于分析化学的快速发展, 电分析化学
的内容的扩充和更新, 这一定义不能准确适应,
J.A.Plambeck 修正了这一定义：
Electroanalytical chemistry is a branch of
chemical analysis that employs
electrochemical methods to obtain information
related to the amounts,properties,and
environments of chemical species.
在我国早期引用 Kolthoff 的定义 。 80年代
后, 提出的中文定义为：, 依据电化学
和分析化学的原理及实验测量技
术来获取物质的质和量及状态信
息的一门科学 。,
2.内容
至少可概括为,成分分析和形态分析；
动力学和机理分析；表面和界面分析等 方面
的内容。现有方法约 200种。在科学研究、工
农业生产，几乎处处都有电分析方法的应用。
二．分类
三种分类方法
1,经典方法：按原理命名, 划分为五大类
（ 1） 电导分析 （ G=1/R）,
（ 2） 电位分析 （ E=k+SlogC）,
（ 3） 库仑分析 （ Q=nFM）,
( 4 ) 电解分析 （ 就指电重量方法 ）,
（ 5） 伏安和极谱法 （ i=kc） 。
2,按激发信号分类：
（ 1） 电位激发 （ 计时电流, 伏安和极谱, 库仑 ）,
（ 2） 电流激发 （ 计时电位, 恒流电解, 库仑等 ）,
（ 3） 滴定剂激发 （ 滴定方法等 ） 。
3,按电极反应本质分类 （ IUPAC 建议方法 ） 。
（ 1） 既无双电层, 也无电极反应 。
电导法, 电导滴定法等 。
（ 2） 有双电层无电极反应 。
微分电容, 非法拉第法等 。
（ 3） 有电极反应 。
A,电解电流 =0
B,电解电流 ≠0
这类方法,IUPAC建议, 划分成三类 （ 1） 施加恒
定激发信号, （ 2） 施加可变的大振幅激发信号,
（ 3） 施加小振幅度激发信号 。
三．发展历史与展望
发展历史可概适为四阶段：
,1,初期阶段, 方法原理的建立
1801年 W.Cruikshank,发现金属的电解作铜和
银的定性分析方法 。
1834年 M.Faraday 发表, 关于电的实验研究,
论文，提出 Faraday定律 Q=nFM。
1889年 W,Nernst提出能斯特方程。
1922年,J,Heyrovsky，创立极谱学。 1925年，
志方益三制作了第一台极谱仪。 1934年 D,Ilkovic
提出扩散电流方程。
（ Id = k C）
2.电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就是上
述三大定量关系的建立。 50 年代，极谱法灵敏度，和电
位法 pH测定传导过程没有很好解决。
3.近代电分析方法
固体电子线路出现, 从仪器上开始突破, 克服充电
电流的问题, 方波极谱, 1952 G,C,Barker提出方
波极谱 。 1966年 S,Frant和 J,Ross提出单晶 （ LaF3）
作为 F— 选择电极,, 膜电位, 理论建立完善 。 其它分
析方法, 催化波和溶出法等的发展, 主要从提高灵敏
度方面作出贡献 。
Spectro-Electrochemical System Flow Injection Analysis System
EQCN system
BAS Electrochemical analyzer system
RDE system
4, 现代电分析方法
时间和空间上体现, 快,,, 小, 与, 大, 。
（ 1） 化学修饰电极 （ chemically modified electrodes）
（ 2） 生物电化学传感器 （ Biosensor）
（ 3） 光谱一电化学方法 （ Electrospectrochemistry）
（ 4） 超微电极 （ Ultramicroelectrodes）
(5）另一个重要内容是微型计算机的应用，使电分析方
法产生飞跃。
四、电分析化学的特点：
? 分析检测限低；
? 元素形态分析：如 Ce(III)及 Ce(IV)分析
? 产生电信号，可直接测定。仪器简单、便宜；
? 多数情况可以得到化合物的活度而不只是浓度，如
在生理学研究中,Ca2+或 K+的活度大小比其浓度大
小更有意义；
? 可得到许多有用的信息：界面电荷转移的化学计量
学和速率；传质速率；吸附或化学吸附特性；化学
反应的速率常数和平衡常数测定等
五、展望
（ 1）袖珍微型化 仪器袖珍化，电极微型化。
（ 2） 生命过程的模拟研究 生命过程的氧化还原
反应类似电极上的氧化还原, 用电极膜上反应模拟
生命过程, 可深化认识生命过程 。
（ 3）活体现场检测（无损伤分析 ）
(a) A stimulating electrode and a
working electrode are implanted in a
brain slice,Following stimulation,
transmitter release occurs in a small
region of the brain slice (circle) and is
detected by the working electrode.
(b) Dopamine (DA) release on two
stimulation pulses applied to the
slice,2 s apart,Dopamine release
on the second pulse is lower than on
the first.
(a) A beveled carbon fiber
microelectrode is shown
immediately above the cell,On
stimulation,the vesicles fuse with
the cell membrane,and packets
of catecholamine release and
diffuse to the recording electrode.
(c) Background current-corrected fast
cyclic voltammograms (right) of the
compound detected at the beginning
and peak of an individual spike,In each
case,the signal consists of a single
redox couple,characteristic of a
catecholamine.
（ 4）显微形貌分析
azurin cytochrome P450
芯片实验室
Lab-on-a-Chip
The Nobel Prize in Chemistry 1959
"for his discovery and development of
the polarographic methods of analysis"
Jaroslav Heyrovsky
Polarographic Institute of the
Czechoslovak Academy of Science
Prague,Czechoslovakia
b.1890
d.1967
The Nobel Prize in Chemistry 1992
"for his contributions to the theory of
electron transfer reactions in chemical
systems"
Rudolph A,Marcus
California Institute of Technology
Pasadena,CA,USA
b,1923
(in Montreal,Canada)
单, 广泛
普及, 发
展 迅速
的一类方
法 。
电分析化学导论
? 一, 定义和内容
? 1,定义
什么叫电分析化学？ 尽管存在不同意见,
一些著名学者还是提出了大多数人可接受
的定义 。 50年代, I.M,Kolthoff 提出：
Electroanalytical Chemistry is the
application of electrochemistry to
analytical chemistry。
80 年代, 由于分析化学的快速发展, 电分析化学
的内容的扩充和更新, 这一定义不能准确适应,
J.A.Plambeck 修正了这一定义：
Electroanalytical chemistry is a branch of
chemical analysis that employs
electrochemical methods to obtain information
related to the amounts,properties,and
environments of chemical species.
在我国早期引用 Kolthoff 的定义 。 80年代
后, 提出的中文定义为：, 依据电化学
和分析化学的原理及实验测量技
术来获取物质的质和量及状态信
息的一门科学 。,
2.内容
至少可概括为,成分分析和形态分析；
动力学和机理分析；表面和界面分析等 方面
的内容。现有方法约 200种。在科学研究、工
农业生产，几乎处处都有电分析方法的应用。
二．分类
三种分类方法
1,经典方法：按原理命名, 划分为五大类
（ 1） 电导分析 （ G=1/R）,
（ 2） 电位分析 （ E=k+SlogC）,
（ 3） 库仑分析 （ Q=nFM）,
( 4 ) 电解分析 （ 就指电重量方法 ）,
（ 5） 伏安和极谱法 （ i=kc） 。
2,按激发信号分类：
（ 1） 电位激发 （ 计时电流, 伏安和极谱, 库仑 ）,
（ 2） 电流激发 （ 计时电位, 恒流电解, 库仑等 ）,
（ 3） 滴定剂激发 （ 滴定方法等 ） 。
3,按电极反应本质分类 （ IUPAC 建议方法 ） 。
（ 1） 既无双电层, 也无电极反应 。
电导法, 电导滴定法等 。
（ 2） 有双电层无电极反应 。
微分电容, 非法拉第法等 。
（ 3） 有电极反应 。
A,电解电流 =0
B,电解电流 ≠0
这类方法,IUPAC建议, 划分成三类 （ 1） 施加恒
定激发信号, （ 2） 施加可变的大振幅激发信号,
（ 3） 施加小振幅度激发信号 。
三．发展历史与展望
发展历史可概适为四阶段：
,1,初期阶段, 方法原理的建立
1801年 W.Cruikshank,发现金属的电解作铜和
银的定性分析方法 。
1834年 M.Faraday 发表, 关于电的实验研究,
论文，提出 Faraday定律 Q=nFM。
1889年 W,Nernst提出能斯特方程。
1922年,J,Heyrovsky，创立极谱学。 1925年，
志方益三制作了第一台极谱仪。 1934年 D,Ilkovic
提出扩散电流方程。
（ Id = k C）
2.电分析方法体系的发展与完善
电分析成为独立方法分支的标志是什么呢？ 就是上
述三大定量关系的建立。 50 年代，极谱法灵敏度，和电
位法 pH测定传导过程没有很好解决。
3.近代电分析方法
固体电子线路出现, 从仪器上开始突破, 克服充电
电流的问题, 方波极谱, 1952 G,C,Barker提出方
波极谱 。 1966年 S,Frant和 J,Ross提出单晶 （ LaF3）
作为 F— 选择电极,, 膜电位, 理论建立完善 。 其它分
析方法, 催化波和溶出法等的发展, 主要从提高灵敏
度方面作出贡献 。
Spectro-Electrochemical System Flow Injection Analysis System
EQCN system
BAS Electrochemical analyzer system
RDE system
4, 现代电分析方法
时间和空间上体现, 快,,, 小, 与, 大, 。
（ 1） 化学修饰电极 （ chemically modified electrodes）
（ 2） 生物电化学传感器 （ Biosensor）
（ 3） 光谱一电化学方法 （ Electrospectrochemistry）
（ 4） 超微电极 （ Ultramicroelectrodes）
(5）另一个重要内容是微型计算机的应用，使电分析方
法产生飞跃。
四、电分析化学的特点：
? 分析检测限低；
? 元素形态分析：如 Ce(III)及 Ce(IV)分析
? 产生电信号，可直接测定。仪器简单、便宜；
? 多数情况可以得到化合物的活度而不只是浓度，如
在生理学研究中,Ca2+或 K+的活度大小比其浓度大
小更有意义；
? 可得到许多有用的信息：界面电荷转移的化学计量
学和速率；传质速率；吸附或化学吸附特性；化学
反应的速率常数和平衡常数测定等
五、展望
（ 1）袖珍微型化 仪器袖珍化，电极微型化。
（ 2） 生命过程的模拟研究 生命过程的氧化还原
反应类似电极上的氧化还原, 用电极膜上反应模拟
生命过程, 可深化认识生命过程 。
（ 3）活体现场检测（无损伤分析 ）
(a) A stimulating electrode and a
working electrode are implanted in a
brain slice,Following stimulation,
transmitter release occurs in a small
region of the brain slice (circle) and is
detected by the working electrode.
(b) Dopamine (DA) release on two
stimulation pulses applied to the
slice,2 s apart,Dopamine release
on the second pulse is lower than on
the first.
(a) A beveled carbon fiber
microelectrode is shown
immediately above the cell,On
stimulation,the vesicles fuse with
the cell membrane,and packets
of catecholamine release and
diffuse to the recording electrode.
(c) Background current-corrected fast
cyclic voltammograms (right) of the
compound detected at the beginning
and peak of an individual spike,In each
case,the signal consists of a single
redox couple,characteristic of a
catecholamine.
（ 4）显微形貌分析
azurin cytochrome P450
芯片实验室
Lab-on-a-Chip
The Nobel Prize in Chemistry 1959
"for his discovery and development of
the polarographic methods of analysis"
Jaroslav Heyrovsky
Polarographic Institute of the
Czechoslovak Academy of Science
Prague,Czechoslovakia
b.1890
d.1967
The Nobel Prize in Chemistry 1992
"for his contributions to the theory of
electron transfer reactions in chemical
systems"
Rudolph A,Marcus
California Institute of Technology
Pasadena,CA,USA
b,1923
(in Montreal,Canada)
