文档介绍：第四章 电化学分析法
第三节
其他电化学分析法简介
电解分析法
伏安分析法
电解分析法
基本原理
(1)电解装置与电解过程
两类电池:
原电池:正极(阴极)、负极(阳极);
电解电池:正极(阳极)、负极(阴极);
电解过程:电解硫酸铜溶液
当逐渐增加电压,达到一定值后,阴极上开始有Cu生成,同时阳极上有气体放出,电解池中发生了如下反应:
阴极反应:Cu2+ + 2e = Cu
阳极反应:2H2O = O2 + 4H+ + 4e-
电池反应: 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+
电池电动势:E = – = – (V)
,阴极是否有铜析出?
(2)理论分解电压与析出电位
a. 理论分解电压
由能斯特方程计算,使反应进行需要提供的最小外加电压。
b. 实际分解电压(析出电位)
实际开始发生电解反应时的电压,其值大于理论分解电压。
E外= (E阳+ η阳)–(E阴+ η阴) + iR
理论分解电压小于实际分解电压的原因是由于超电位的存在,但超电位是如何产生的呢?
c. 产生差别的原因
超电位(η)、电解回路的电压降(iR)的存在。则外加电压应为
(3)浓差极化
产生超电位的原因: 电极极化
电极极化:电解时,电极上有净电流流过时,电极电位偏离其平衡电位的现象。
电极极化包括:浓差极化和电化学极化
浓差极化:电流流过电极,表面形成浓度梯度。使正极电位增大,负极电位减小。
减小浓差极化的方法:
,增加电极面积;
,有利于扩散。
电重量分析法:利用电解将被测组分从一定体积溶液中完全沉积在阴极上,通过称量阴极增重的方法来确定溶液中待测离子的浓度。
(1)恒电流电重量分析法
保持电流在2~5A之间恒定,电压变化,最终稳定在H2的析出电位选择性差,分析时间短。铜合金的标准分析方法。
(2)控制阴极电位电重量分析法
三电极系统,自动调节外电压,
阴极电位保持恒定,选择性好。
A、B两物质分离的必要条件?
A、B两物质分离的必要条件
( I ) A物质析出完全时,阴极电位未达到B物质的析出电位(图);
(II )若被分离两金属离子均为一价,析出电位差> V;
(III)若被分离两金属离子均为二价,析出电位差> V;
对于一价离子,浓度降低10倍, V。
2. 库仑分析法
(1) 基本原理
法拉第第一定律: 物质在电极上析出产物的质量m与电解池的电量Q成正比。
法拉第第二定律:
式中:M为物质的摩尔质量(g);Q为电量(1库仑=1安培×1秒);F为法拉第常数(1F=96487库仑);n为电极反应中转移的电子数。
(2)装置与过程
(2) 将一定体积的试样溶液加入到电解池中,接通库仑计电解。当电解电流降低到背景电流时,停止。由库仑计记录的电荷量计算待测物质的含量。
(1) 预电解,消除电活性杂质,通N2除氧。预电解达到背景电流。不接通库仑计。