第16章 电解与库仑.ppt

四、恒电流库仑分析法（库仑滴定） ? 与控制电位库仑分析法相比 , 具有 两大优点 : – 分析速度快 ( 一般 10 min, 而前者 30 -60 min) – 电量的测量简单 ? 电流恒定 ? 测量时间 Q = i t 恒电流库仑分析的电流 - 时间曲线 四、恒电流库仑分析法（库仑滴定） ? 需要解决的两个问题 : – 如何保证 100% 的电流效率 ? 随着被分析物电解的进行 , 电极电位发生变化 , 造 成其它物质的电解 – 确定被测物质电解完全的方法 四、恒电流库仑分析法（库仑滴定） ? 在试液中加入某种物质，使此物质经电 解后 产生一种试剂 ，然后被测物与此试 剂定量反应，当被测物反应完后， 用适 当 的 方 法 指 示 终 点 并 立 即 停 止 电 解。 ( 库仑滴定 ) ? 定量 : 测定所消耗的电量 , 依据法拉第定 律计算出被测物含量 . 例 : Fe 2+ 的恒电流电解 ? 电极反应 Fe 2+ Fe 3+ + e 2H 2 O O 2 + 4H 2 + 4e ? 电流效率小于 100% （一）恒电流电解装置 一 、 恒 电 流 电 解 分 析 法 (Constant Current Electrolysis) （二）恒电流电解法的特点及应用 测定速度快 准确度高：相对误差 0.1% 选择性差 ：方法的工作原理所决定 精铜品位的鉴定和仲裁分析 例 ? 在 Cu 2+ 和 Pb 2+ 的混合溶液中电解铜，为防 止在沉积 Cu 时析出 Pb 。 ? 加入 NO 3 - 作为“去极剂”，维持阴极电 位不变可阻止 Pb 2+ 的还原。 电位缓冲剂 NO 3 - + 10H + + 8e - NH 4 + + 3H 2 O 二、控制电位电解法 ? Controlled Potential Electrolysis （一）控制阴极电位电解装置 （二）控制电位电解法的特点及应用 选择性高 ：控制电位 氧化 - 还原体系 分析速度慢 分离分析： Ag (Cu), Cu(Bi, Pb,Sn, Ni...) .... 三、汞阴极电解（分离）法 ? 氢在汞电极上有较大的超电位，扩大了 电解分离的电压范围。 ? 金属与汞生成汞齐，析出电位正移，易 于还原。 汞阴极电解装置 应用例 U 的提纯：电解将杂质 Cu,Pb,Cd 等浓缩在汞 中。 高纯度电解质的制备 ： 酶法分析中，溶液中重金属的除去（保持酶 活性） 16-3 库仑分析法（ coulometry) ? 电解 ? 测量对象 ：电量 ? 理论依据 ： Faraday 定律 ? 控制电位库仑分析法 ? 库仑滴定法（控制电流库仑分析法） 在电极上发生反应的物质的质量 ( m ) 与通过该 体系的电量成正比 F 法拉第常数（ 96485 C/mol); M 物质的摩尔 质量 ; n 电极反应中的电子数 Q = i t 1A 的电流通过电解质溶液 1s ，其电量 1C Q nF M m ? 一、法拉第 (Faraday) 定律 二、电流效率 ? 电解时所消耗的电量全部用于被测物质 的电极反应 ? 100% 电流效率是库仑分析法的先决条件 三、控制电位库仑分析法 ? 工作电极电位的选择 ? 电量的测量 ( 一 ) 工作电极电位的选择 ? 原则 : – 保证电流效率 100%, 避免干扰离子参加电极 反应 . ? 根据能斯特方程估算工作电极电位 （二）电量的测量 ? 银库仑计（重量库仑计） ? 滴定库仑计 ? 气体库仑计 ? 电流积分库仑计（电子式库仑计） ? 作图法 1. 银库仑计 电解池；电重量法 电解溶液：硝酸银溶液 2. 滴定库仑计 2. 滴定库仑计原理 ? 电解时 Pt 阴极 2H 2 O + 2e 2OH - + H 2 Ag 阳极 2Ag + 2Br - 2AgBr + 2e ? 用标准酸溶液滴定电解产生的碱 , 根据所 消耗的标准酸量 , 计算出所消耗的电量