文档介绍：第三章 基本电化学分析法
第四节 库仑分析法
库仑分析基本原理
电量的确定与电流效率
库仑滴定
Coulometric analysis
Basic electrochemical analysis
11/11/2017
库仑分析基本原理与过程
库仑分析法:电极反应-电量-物质量相互关系;
库仑分析法的理论基础:法拉第电解定律;
基本要求:电极反应单纯,电流效率100%。
1. 法拉弟电解定律
法拉弟第一定律:
物质在电极上析出产物的质量W 与通过电解池的电量Q(电解过程中消耗的电量) 成正比。
法拉弟第二定律:
式中:M为物质的量(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。
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(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。
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电量的确定与电流效率
恒电流: Q= i t
恒阴极电位:电流随时间变化时
作图法:
以lgit 对t 作图,斜率 k;截距lg i0;
要求电流效率100%
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库仑计
(1)氢氧库仑计(电解水)
1F电量产生氢气11200 mL;
氧气 5600 mL。
共产生 16800 mL气体。
(2)库仑式库仑计
电解硫酸铜水溶液。
电解结束后,反向恒电流电解,
沉积的Cu全部反应: Q = i t
(3)电子积分库仑计
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电流效率与影响电流效率的因素
影响电流效率的因素:
(1)溶剂的电极反应;
(2)溶液中杂质的电解反应;
(3)水中溶解氧;
(4)电解产物的再反应;
(5)充电电容。
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库仑滴定──恒电流库仑分析
1. 控制电流的电解过程
在特定的电解液中,以电极反应产物作为滴定剂(电生滴定剂,相当于化学滴定中的标准溶液)与待测物质定量作用。
借助于电位法或指示剂来指示滴定终点。故库仑滴定并不需要化学滴定和其它仪器滴定分析中的标准溶液和体积计量。
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(1) 不必配制标准溶液简便
简化了操作过程;
(2) 可实现容量分析中不易实现的滴定独特
Cu+、Br2、Cl2作为滴定剂;
(3) 滴定剂来自于电解时的电极产物快速
产生后立即与溶液中待测物质反应;
(4) 电量容易控制和准确测量准确
%;
(5) 方法的灵敏度、准确度较高灵敏
可检测出物质量达 10-5~10-9 g·mL-1。
(6) 可实现自动滴定易自动化
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(1) 酸碱滴定
阳极反应:H2O = (1/2)O2+2H+ +2e
阴极反应:2 H2O =H2 +2OH- -2e
(2) 沉淀滴定
阳极反应:Ag=Ag++e (Pb=Pb2++2e)
(3) 配位滴定
阴极反应: HgY+2e = Hg+Y4-
(4) 氧化还原滴定
阳极反应: 2Br - = Br2+2e
2I- = I2+2e
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库 仑 滴 定 应 用
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