《化学分析与电化学分析技术及应用》共有十二章，包含了化学分析和电化学分析的基本原理、方法、新技术及其在各领域中的应用。内容涵盖了化学分析和电化学分析基础知识和实验测量中所涉及的各种仪器、装置及测量步骤。内容包括酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、重量分析等化学分析方法，还包括电解分析、库仑分析、电导分析、电位分析、极谱分析、伏安分析以及电化学联用分析等电化学分析方法。本书适合从事化学分析和电化学分析研究的技术人员，以及相关院校的师生培训使用。

1．注重实践操作指导。在内容安排上既重视分析化学、电化学分析的基本理论、基础概念的论述，又特别重视操作技能的案例训练剖析解读。 2．注重内容的先进性和实用性。在内容选用上，主要是依据有关国家标准所收载的内容及新规定而编写的，并适当反映现阶段国内外新技术概况。3．注重方便于读者阅读和查找有关资料。本书内容编排上，把有关案例放在相关的章节后面，使基本理论和案例训练衔接更为紧密，便于查找。

丛书前言

为了出版一套服务于分析检验行业和企业的优质系列丛书，化学工业出版社联合全国部分高等院校、职业院校，进出口检验检疫局及国内外著名仪器公司的专家，于2016年12月在北京召开分析与检验技术类专业丛书编写研讨会，对目前国内分析检测行业的现状和发展趋向进行了充分的研讨，确定编写一套适应目前行业发展情况，具有指导意义的分析检测丛书，并明确了本系列丛书的编写内容和编写方案。丛书编写委员会以全国石油和化工职业教育教学指导委员会高职工业分析与环境类专业委员会副主任王炳强教授为主任，天津大学范国樑教授、班睿教授，天津科技大学杨志岩教授，天津出入境检验检疫局许泓研究员，南京科技职业学院王建梅副教授，江西省化学工业学校曾莉教授为专家组成员。参加研讨会的沃特世（Waters）科技公司北区应用部经理仇雯丽、安捷伦（Agilent Technologies）科技公司应用市场部经理祝立群、岛津（Excellence in Sicence）仪器设备公司市场部经理梁志莹、美国热电（Thermo Fisher）公司市场部经理贾伟和项目博士也在研讨会上充分发表了意见并提出很多建设性方案设想。相信本系列丛书的出版能有助于提高我国分析检测技术人员的创业创新意识，更好地服务于现代化企业和科学研究机构，并为从事分析检测工作人员服务。

为了更好地指导一线化验员和分析检测人员进行常规的工作，丛书分为六个板块单独成册，即：化验员实用操作指南、化学分析与电化学分析技术及应用、原子光谱分析技术及应用、分子光谱分析技术及应用、气相色谱与气质联用技术及应用、液相色谱与液质联用技术及应用。主持编写工作的专家都是分析检测第一线工作的博士、高级技术人员和专家学者。

本套丛书力求突出如下特色：

1.注重内容的先进性和实用性。本书编写按照理论联系实际、注重实用的原则。在内容选用上，主要是依据有关国家标准所收载的内容及新规定而编写，并适当反映现阶段国内外新技术概况，以满足读者从事质量监控、面向国际市场的要求。

2.注重理论与实践紧密结合。书中各章节理论知识都配有具体案例分析。这些案例都是作者长期实验的结晶和工作的总结，方便读者通过案例拓展相关的检测工作。实用案例中有很多是近年来形成的分析检验的行业案例，尚未形成国家标准，以满足在分析检测重要岗位上分析研究的特殊需要。

3.注重实践操作指导。努力使本书适应高级技术应用型人才的使用，在一些问题的讨论上力求有一定的深度。在一些应用上给出一定的讨论空间，对层次比较高的读者可以查阅相关专著和资料去解决。

4.注重方便于读者阅读和查找有关资料。本书在内容编排上，把有关案例放在相关的章节内，使基本理论和案例训练衔接更为紧密，便于读者查找并使用。

本套丛书在编写过程中，沃特世、安捷伦、岛津、美国热电、美瑞泰克科技等公司提供了大量案例供编者参考，编者还参考了有关专著、国标、图书、论文等资料，在此向有关专家、老师、作者致以衷心的感谢。

本套丛书编写过程中，得到中国化工教育协会和全国石油和化工职业教育教学指导委员会的指导和帮助；得到化学工业出版社的热情支持和业务指导，在此表示深深的谢意！

由于时间和水平所限，书中缺陷在所难免，欢迎广大读者提出宝贵意见。



编委会

2018年3月





前言

化学分析、电化学分析是一门综合性的应用学科。本书主要研究化学分析、电化学分析的一般方法和一些检验检测操作，同时把相关的国家标准和相匹配的试验案例展现给读者。化学分析和电化学分析的基本任务是产品质量的检验、产品生产过程的质量控制、中间产物的质量考察，并能够根据产品实际情况，选择适当的分析检验方法。

本书是分析与检验技术类专业系列图书之一，为了出版一套服务于分析检验行业和企业的优质系列图书，化学工业出版社联合了全国的高等院校、职业院校、仪器公司的专家于2016年12月在北京召开了分析与检验技术类专业系列丛书编写研讨会，经过会议研讨，明确了本系列图书的编写内容和编写方案，相信本系列图书的出版能更好地服务于广大读者。本书正是在此次会议精神的指导下编写而成，注重突出了以下几个特色。

1.注重实践操作指导。本书可供高级技术应用型人才使用，在一些问题的讨论上力求有一定的深度，使书的知识实用性更强。在内容安排上既重视分析化学、电化学分析的基本理论、基础概念的论述，又特别重视对操作技能的实践训练进行剖析解读，使读者既具有较为系统的分析化学和电化学分析理论知识，又能得到较强的实践操作指导，以满足高层次技术人员的需求。

2.注重内容的先进性和实用性。本书编写按照理论联系实际、注重实用的原则。在内容选用上，主要依据相关国家标准所收载的内容及新规定编写，并适当反映现阶段国内外新技术概况，以满足读者从事质量监控、面向国际市场的要求。

3.注重方便于读者阅读和查找有关资料。本书在内容编排上，把有关案例放在相关的章节后面，使基本理论和案例训练衔接更为紧密，便于读者查找并使用。

本书在编写过程中，天津大学范国樑和班睿、天津科技大学杨志岩、天津出入境检验检疫局许泓对本书编写提纲和部分内容提出很多宝贵意见，对全书的定稿起到了重要作用，在此表示诚挚的感谢。本书还得到王建梅、曾莉、曾玉香的帮助和支持，在此一并表示感谢！

本书由王炳强主编并编写第一、第三、第四章；韩德红编写第二、第五、第六章；倪超编写第八、第九、第十章；宋伟编写第七、第十一、第十二章。王建梅老师主审本书并提出很多建设性意见，在此表示感谢！

本书在编写过程中参考了有关专著、论文等资料，在此向有关作者致以衷心的感谢。由于时间和水平所限，书中不足之处在所难免，欢迎广大读者提出宝贵意见。



编者

2017年11月

王炳强，天津渤海职业技术学院环境工程系，教授，高级工程师，1981年～1987年沧州师范专科学校生物化学系从事化学分析、仪器分析、工业分析教学工作；1987年～2017年先后在天津渤海职业技术学院科研处、应化系、环工系从事有机分析、药物分析等教学和科研任务。已经完成重点项目5项，天津市市级项目2项。局级项目1项。

第一章绪论/ 001

第一节化学分析技术导论/ 001

一、化学分析的分类/ 001

二、化学分析术语和符号/ 002

第二节电化学分析技术导论/ 002

一、电化学分析分类/ 003

二、电化学分析术语和符号/ 004

第二章酸碱滴定法/ 006

第一节酸碱溶液pH的计算/ 006

一、酸碱质子理论和酸碱解离平衡/ 006

二、水溶液中酸碱组分不同形式的分布/ 007

三、酸碱溶液pH的计算/ 009

第二节缓冲溶液/ 010

一、缓冲溶液简介/ 010

二、缓冲溶液的选择/ 011

第三节酸碱指示剂/ 012

一、酸碱指示剂的作用原理/ 012

二、变色范围和变色点/ 012

第四节酸碱标准溶液的配制和标定/ 013

一、酸标准溶液的配制和标定/ 013

二、碱标准溶液的配制和标定/ 014

第五节酸碱滴定法的应用/ 015

一、一元酸碱的滴定及应用/ 015

二、多元酸碱的滴定及应用/ 018

三、非水溶液中的酸碱滴定/ 025

第三章配位滴定法/ 027

第一节乙二胺四乙酸的性质及其配合物的稳定性/ 027

一、乙二胺四乙酸的性质及其配合物/ 027

二、配合物的稳定性及其影响因素/ 029

第二节配位滴定指示剂/ 033

一、金属指示剂的作用原理/ 033

二、金属指示剂必须具备的条件/ 034

三、常用的金属指示剂/ 034

第三节提高配位滴定的选择性/ 035

一、控制溶液的酸度/ 036

二、掩蔽和解蔽的方法/ 036

三、选用其他配位滴定剂/ 037

第四节EDTA标准溶液的配制及标定/ 038

一、EDTA标准溶液的配制/ 038

二、EDTA标准溶液的标定/ 039

三、EDTA溶液浓度的计算/ 040

第五节配位滴定的应用/ 040

一、滴定方式/ 040

二、应用示例/ 041

第四章氧化还原滴定法/ 047

第一节概述/ 047

一、氧化还原滴定法/ 047

二、氧化还原反应进行的程度/ 047

三、影响氧化还原反应速率的因素/ 048

第二节氧化还原滴定曲线及终点的确定/ 049

一、氧化还原滴定曲线/ 049

二、氧化还原滴定终点的确定/ 050

三、氧化还原滴定指示剂/ 050

第三节氧化还原滴定前的预处理/ 051

一、预处理的条件/ 051

二、常用的预处理试剂/ 052

第四节高锰酸钾法/ 054

一、高锰酸钾法特点/ 054

二、KMnO4标准溶液的制备(GB/T 6012016)/ 054

三、高锰酸钾法应用示例/ 055

第五节重铬酸钾法/ 058

一、重铬酸钾法的特点/ 058

二、重铬酸钾法应用示例/ 059

第六节碘量法/ 063

一、直接碘量法/ 064

二、间接碘量法/ 064

三、碘量法标准溶液的制备(GB/T 6012016)/ 064

四、碘量法应用示例/ 066

第七节硫酸铈法和溴酸钾法/ 067

一、硫酸铈法/ 067

二、溴酸钾法/ 068

第五章沉淀滴定法/ 070

第一节沉淀滴定法和分类/ 070

一、沉淀滴定法/ 070

二、沉淀滴定法分类/ 070

第二节莫尔法的应用/ 070

一、测定原理/ 070

二、溶液酸度/ 071

三、指示剂用量/ 071

四、工业用水中氯含量的测定（莫尔法）/ 071

第三节佛尔哈德法的应用/ 072

一、直接滴定法测定Ag / 072

二、返滴定法测定卤化物/ 073

三、硫氰酸铵标准溶液的制备/ 074

第四节法扬司法的应用/ 074

一、测定原理/ 074

二、使用吸附指示剂的注意事项/ 075

三、法扬司法的应用/ 075

四、氯化物中氯含量的测定（荧光黄指示剂法）/ 076

第六章重量分析法/ 078

第一节概述/ 078

一、重量分析法的分类和特点/ 078

二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求/ 078

三、沉淀剂的选择/ 079

四、重量分析法的主要操作过程/ 079

第二节沉淀的溶解度及其影响因素/ 080

一、溶解度与溶度积/ 080

二、同离子效应/ 081

三、盐效应/ 082

四、酸效应/ 082

五、配位效应/ 082

第三节沉淀的形成及沾污/ 083

一、沉淀的类型/ 083

二、沉淀的形成/ 083

三、沉淀的沾污/ 084

四、减少沉淀沾污的方法/ 085

第四节沉淀的条件/ 085

一、晶形沉淀/ 085

二、无定形沉淀/ 086

三、均匀沉淀法/ 086

四、称量形式的获得/ 086

第五节重量分析结果计算/ 092

一、重量分析中的换算因数/ 092

二、结果计算示例/ 093

第六节重量分析法的应用/ 094

一、挥发法在分析中应用/ 094

二、沉淀法在分析中应用/ 096

三、硫酸镍中镍含量的测定/ 098

第七章电化学分析基础知识/ 100

第一节电化学基础知识/ 100

一、界面双电层/ 100

二、法拉第过程和非法拉第过程/ 104

三、电极反应/ 104

四、电极/溶液界面的传质过程/ 105

五、电极反应动力学/ 107

第二节电化学分析实验测量/ 109

一、三电极体系/ 109

二、工作电极/ 109

三、参比电极和辅助电极/ 111

四、电解池/ 113

第八章电解和库仑分析法/ 115

第一节电解分析法/ 115

一、电解过程/ 115

二、超电位/ 117

三、电解液的选择/ 119

四、无机物的电解分析和分离/ 119

第二节库仑分析法/ 120

一、库仑分析法的基本原理/ 120

二、控制电流库仑滴定法/ 121

三、控制电位库仑分析法/ 126

四、微库仑分析法/ 128

第九章电导分析法/ 130

第一节电导分析的基本原理/ 130

一、电导与电导率/ 130

二、摩尔电导率和极限摩尔电导率/ 131

三、盐的摩尔电导率和阳离子迁移数/ 133

第二节电导滴定分析/ 134

一、基本原理和滴定装置/ 134

二、滴定终点的确定方法/ 134

三、电导滴定法在分析测试中的应用/ 135

第三节应用实例/ 138

一、弱电解质的解离度和解离常数的测定/ 138

二、难溶盐的溶解度和溶度积的测定/ 138

三、反应速率常数的测定/ 138

第四节自动连续监测/ 139

一、水质监测/ 139

二、大气监测/ 139

三、工业流程中监测/ 140

四、钢铁中C、S的测定/ 140

第五节高频电导滴定/ 140

一、基本原理/ 140

二、高频电导滴定法应用/ 142

第十章电位分析法/ 144

第一节电极电位/ 144

一、标准电极电位/ 144

二、条件电极电位/ 145

第二节液/液界面标准电位/ 145

第三节pH电位法测定/ 147

一、pH的定义/ 147

二、pH标准缓冲溶液/ 148

三、指示电极/ 149

四、非水溶剂介质中的酸度/ 153

第四节离子选择性电极/ 154

一、离子选择性电极的分类/ 154

二、电位选择系数/ 155

三、测定电位选择系数的方法/ 156

四、离子选择性电极的分析测试方法/ 156

五、离子选择性电极在分析测试中的应用/ 158

第五节电位滴定法/ 160

一、基本原理和滴定装置/ 160

二、电位滴定终点的确定方法/ 160

三、电位滴定法的应用/ 162

四、自动电位滴定法/ 163

第十一章极谱和伏安分析法/ 165

第一节极谱分析法/ 165

一、概述/ 165

二、直流极谱分析/ 165

三、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱分析/ 169

第二节伏安分析法/ 173

一、概述/ 173

二、线性扫描伏安分析/ 173

三、循环伏安分析法/ 175

四、卷积伏安分析法/ 176

五、溶出伏安法/ 177

第三节常用仪器的原理/ 178

一、经典极谱仪电路原理/ 178

二、示波极谱仪电路原理/ 178

三、恒电位电路原理/ 179

四、新伏安极谱电路原理/ 180

五、双工作电极伏安分析仪原理/ 180

六、微机型电化学伏安工作站 / 180

第十二章电化学联用分析/ 182

第一节光谱电化学技术/ 182

一、概述/ 182

二、电极表面的光透射和光反射/ 182

三、紫外-可见光光谱电化学/ 183

四、发光光谱电化学/ 185

五、振动光谱电化学/ 186

第二节电化学发光分析/ 186

一、联吡啶钌及其衍生物电化学发光体系/ 186

二、鲁米诺电化学发光体系/ 187

三、量子点电化学发光体系/ 188

第三节电化学石英晶体微天平/ 188

一、基本原理/ 188

二、分析应用/ 189

第四节电化学与色谱-电泳技术联用/ 190

一、液相色谱-电化学检测联用技术及其应用/ 190

二、毛细管电泳-电化学检测联用技术及其应用/ 190

三、微流控电化学检测系统及其应用/ 191

附录/ 193

附录一弱酸和弱碱的解离常数/ 193

附录二常用酸碱溶液的相对密度、质量分数与物质的量浓度/ 194

附录三常用缓冲溶液的配制/ 195

附录四常用基准物质的干燥条件和应用/ 196

附录五金属配合物的稳定常数/ 196

附录六标准电极电势（18～25℃）/ 198

附录七一些氧化还原电对的条件电极电位/ 200

附录八一些常见难溶化合物的溶度积（18℃）/ 201

附录九国际原子量/ 203

附录十一些化合物的分子量/ 204

参考文献/ 206