10第十章。电解和库伦法学案.ppt

二、控制电位库仑分析 装置 控制电位库仑分析 控制电位电解法 二、控制电位库仑分析 （一）装置及原理 与恒电位电解分析的异同： 相同：电池组成 不同：需要测量电极 反应消耗的电量。 工作电极电位恒定，电流效率100%， 当 i＝0时，电解完成。 工作电极 参比电极 对电极 要求 电量的测量方法：库仑计、积分仪、作图等方法测量。 1、库仑计测量： 在电路中串联一个用于测量电解中所消耗电量的库仑计。 氢氧库仑计－水电解器 根据水的电极反应及Faraday定律 可知：每库仑电量析出0.1741mL的氢氧混合气体 设得到VmL混合气体， 则电量 Q V / 0.1741， 由Faraday定律得待测物的质量： 电解管内装Na2SO4 铂电极 恒温水浴套 刻度管 电解后，电流通过库仑计，电解管产生混 合气体而使刻度管的液面上升量得混合体积。 氢氧库仑计 可量得混合气体体积V 待测物的质量 2、电子积分仪测量： 采用电子线路积分总电量Q，并直接由表头指示。 （二）控制电位库仑分析法的特点及应用 不要求被测物在电极上沉积为金属或难溶化合物； 可用于氢、氧、卤素、金属等50多种元素及有机化合物（如硝基化合物、脂肪胺等）的分析和研究。 方法的灵敏度准确都高、不需要基准物 可测定电极反应中的电子转移数。 三、控制电流库仑分析法（库仑滴定） 用恒定的电流（100%的电流效率）电解，使在电解池中产生一种物质，然后该物质与待测物进行定量化学反应 基本过程 与容量分析法比较 不同点 相似点 电解产生滴定剂 基本原理 基本原理 待测物 计量点可借助于指示剂或电化学方法指示。 产生一定量的滴定剂 消耗的电量Q 符合Faraday定律 装置 工作电极 Pt对电极（套管保护） 指示电极 指示系统 电解系统 提供一定的恒电流，产生滴定剂，并记录时间 指示滴定终点 指示终点的方法 1、指示剂法 电解液中有As III 时，加入较大量“第三者”　KI， 以产生的I2滴定As III ，当达终点时，过量的I2 可以淀粉为指示剂指示时间的到达。 As III 的测定 肼的测定 * * 第十章 电解和库仑分析 Electrolysis and Coulometry 概述 第一节 电解分析 二、电解分析法及其应用 第二节 库仑分析 一、电解分析的基本原理 三、库仑分析 二、控制电位库仑分析 一、库仑分析的基本原理 本章导学 学习要求 学习方法建议 1.掌握电解和库仑分析法的基本原理如电解现象、分解电压、析出电位、极化现象及过电位产生原理等。 2.掌握电解时离子的析出次序及完全程度； 3.了解电解和库仑分析法的特点及应用；了解电解、库仑及电导分析法的基本仪器装置；掌握各种方法的定量分析的方法。 学习要求 学习方法建议 1.注意电位分析、极谱法和电解分析的各方法在测量参数，电解调件，定量依据的异同比较 。 2.知识结构体系的构建与应用，在分析实践中理解和学习理论，并用理论解释实际分析案例。 概 述 在电解池的两个电极上外加一定的直流电压，使电化学反应向着非自发的方向进行，电解质溶液在两个电极上分别发生氧化还原反应。 基本过程： 所用的化学电池：将电能转变为化学能的电解池。 电解分析与库仑分析相同点 不需要基准（标准）物质， 准确高。 控制外加电压电解 控制阴极电位电解 恒电流电解 控制电位分析法 恒电流库仑分析法 电解分析与库仑分析不同点 电解后电极表面析出的待测物的质量 电解中，待测物发生反应所消耗的电量 只能用于高含量组分的测定 特别适于微量或痕量组分的测定 电流效率100% 待测物不一定在电极上析出 电解 分析 库仑 分析 电解 分析 库仑 分析 分类 待测物在电极上析出 第一节 电解分析的基本原理 一、电解现象 阴极反应：Cu2+ + 2e ＝Cu 阳极反应： 2H2O ＝ O2↑ + 4H+ +4e 在0.5mol.L－1H2SO4介质中，电解1 mol.L CuSO4. i e 阴极 阳极 ＋ － 如果加足够大的电压 二、理论分解电压与析出电位 i e 阴极 阳极 ＋ － 分解电压（E分） ：两电极上产生迅速的连续不断的电极反应所需的最小电压。 外加电压E外 电流i D A B AD：无电解发生 D：开始电解 分解电压 反电动势（E反） ：本身所构成的自发电池的电动势， 阻止电 解作用的进行。如何产生？ E分 E反 ＝?（阳）－? （阴） 对于可逆过程 析出电位（对某一电极而言） ?平 ?0 + 0.059/2 lg[Cu2+] 阴极反应：Cu2+ + 2e ＝ Cu 若E外给予电极的?阴 ?阴＝ ?平 电极反应处于平衡状态 ?阴＜ ?平 为维持平衡， Cu2+→ Cu ?阴＞ ?平 不发生电极反应 （析出电位） ?析＝ ?平 ?阴＜ ?析