第十一章电解和库仑介绍.ppt

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。由库仑计记录的电量计算待测物质的含量。 (1)预电解,消除底液中电活性杂质。通N2除氧。预电解达到背景电流,不接通库仑计。 二、电量的确定 the quantity of electrical charge 恒电流： Q= i ? t 恒阴极电位：电流随时间变化时 以lgit 对t 作图，斜率 K；截距lg i0； 当t增大，10-Kt减小，当Kt3时， 10-Kt可忽略不计 要求电流效率100% 1. 作图法： 2.电子积分仪 3. 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。 0.1741mL混合气体/库仑 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 三、库仑分析方法 Methods of coulometric analysis 控制电流库仑分析法(库仑滴定法) 控制电位库仑分析法 微库仑分析法 (一)控制电位库仑分析法 装置: 电解池, 控制电极电位仪, 库仑计 在100%电流效率下控制电极电位电解,当电解至电流接近于零时停止电解,由库仑计电量得到被测物含量. (二) 恒电流库仑分析─库仑滴定 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，当被测物质作用完毕后，由指示终点的仪器发出信号，立即关掉计时器。根据电解的时间和控制的电流大小来计算消耗的电量，从而求得被测物的量。 借助于电化学法或指示剂等方法来指示滴定终点。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。 1.控制电流的电解过程 2. 库仑滴定指示终点的方法 这是指示终点的最简单的方法。可省去库仑滴定装置中的指示系统，比较简单。但灵敏度较低。对于常量的库仑滴定可得到满意的测定结果。 选择化学指示剂应注意：（1）所选的指示剂不能在电极上同时发生反应；（2）指示剂与电生滴定剂的反应，必须在被测物质与电生滴定剂的反应之后，即前者反应速度要比后者慢。 (1) 化学指示剂法 (2) 电化学法 （a）电流法—永停终点法 通常采用指示系统即两个相同的电极来指示终点，又称双指示电极电流法,到达终点时利用电解液中产生可逆电对或可逆电对的消失而使指示回路中指示电流的迅速变化确定终点。 库仑滴定法测定As(Ⅲ)： 指示电极为二个相同的铂片，外加电压为0.2V。在H2SO4介质中，以 NaBr为发生电解质，电生的Br2测定 AS(Ⅲ)。电生Br2立刻与溶液中的As(Ⅲ)进行反应。 在计量点之前，指示系统基本上没有电流通过，因为这时溶液中没有剩余的Br2.如要使指示系统有电流通过，则两个指示电极必须发生如下反应 阴极 Br2 ＋2e→2Brˉ 阳极 2Brˉ→Br2 + 2e 终点时，As(Ⅲ)已作用完全、过量的Br2与同时存在的Brˉ组成可逆体系，两个指示电极上发生上述反应，指示电流迅速上升，表示终点已到达。 （b）电位法 这种指示终点方法类似电位滴定确定终点的方法,是测量滴定过程中的电位变化，可用作图法和微商法或离子计及pH计来指示终点。 1. 钢铁试样中含碳量的自动库仑测定 原理：试样在1200℃左右燃烧，产生的CO2导入高氯酸钡酸性溶液，发生如下反应： Ba(ClO4) 2 + H2O + CO2 → BaCO3↓ + 2HClO4 反应后溶液的酸度增加，开始电解，产生一定量OH - 2H2O +2e → 2OH- +H2 （阴极反应） 溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。 消耗的电量→产生的OH - 量→中和的 HClO4量 二摩尔的高氯酸相当于一摩尔的碳。 可由仪器读数装置直接读出含碳量。 库仑滴定法的应用 2. 污水中化学耗氧量的测定 化学耗氧量（COD）是评价水质污染程度的重要指标。它是指1L水中可被氧化的物质（主要是有机化合物）氧化所需的氧量。 基于库仑滴定法设计的COD测定仪原理： 用一定量的高锰酸钾（或K2Cr2O7)标准溶液与水