《仪器分析》第6章 库仑分析法 (2)-教学课件（非AI生成）.ppt

第六章库仑分析法一、库仑分析基础1、库仑分析原理和过程库仑分析法：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）法拉第电解定律法拉第第一定律:物质在电极上析出产物的质量W与通过电解池的电量Q成正比。法拉第第二定律:通过相同量的电量时，电极上沉积的各物质的质量与其M/n成正比。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。*第六章库仑分析法电解分析包括：电重量分析：称量物质在电极上析出产物的质量库仑分析：测量电量Q库仑分析要求：工作电极上只发生单纯的电极反应电流效率100%*第六章库仑分析法二、控制电位电解法不同金属离子具有不同的分解电压，在电解分析中，金屈离子大部分在阴极析出，要达到分离目的，就需要控制阴极电位。阴极电位的控制可由控制外加电压而实现。当逐渐增加电压，达到一定值后，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+*第六章库仑分析法二、控制电位电解法电池电动势为：E=1.22-0.307=0.91(V)*第六章库仑分析法二、控制电位电解法3.分解电压(1)理论分解电压根据能斯特方程计算，使反应进行,需要提供的最小外加电压（D′点）。(2)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（D′点）。(3)产生差别的原因E外=（E阳+η阳）-（E阴+η阴）+iR超电位（η）、电解回路的电压降（iR）的存在。则外加电压应为：*第六章库仑分析法二、控制电位电解法3.分解电压实际分析中，工作电极（通常为阴极）的电位是随着电解过程的进行而不断变化的，而且阳极电位及电解电流也是可变的。因此，凭借控制外加电压来控制阴极电位，从而进行分离存在一定的困难。通常通过下列装置来控制阴极电位。*第六章库仑分析法自动控制阴极电位电解装置*第六章库仑分析法三、控制电位库仑分析法*第六章库仑分析法三、控制电位库仑分析法1、重量库仑计依据电解时在库仑计的阴极上沉积出金属的重量，从而计算出通过电解池的电量库仑计本身也是一种电解电池，可以应用不同的电解反应来构成。NettyPtcathodePtwireanodeAgNO3solution*第六章库仑分析法三、控制电位库仑分析法2、滴定库仑计*第六章库仑分析法三、控制电位库仑分析法3、气体库仑计氢氧库仑计(电解水)在标准状态下，每库仑电荷量产生0.17412mL氢气、氧气混合气体*四、恒电流库仑滴定──库仑滴定恒电流库仑滴定简称库仑滴定，是建立在控制电流电解基础上的一种分析方法。它可按以下两种类型进行：被测定物质直接在电极上起反应。在试液中加入大量某种物质，使此物质经电解反应后产生一种试剂，然后被测定物质与所产生的试剂起反应。第六章库仑分析法*四、恒电流库仑滴定──库仑滴定事实上，单纯按照第一种类型进行分析的情况很少，一般都是按照第二种类型进行的，也有按两种类型混合的分析方法。按第二种方法进行，不但可以测定在电极上不能起反应的物质，而且还易于使电流效率达到100％。第六章库仑分析法*四、恒电流库仑滴定──库仑滴定例如，在测定Fe2+时，是利用如下的反应：2H2OO2+4H++4e-常加入过量Ce3+，当阳极电位正移至一定数值时（此时Fe2+浓度已很低），Ce3+开始被氧化：然后：Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+Fe2+Fe3++e-当Fe2+浓度降低到一定程度后，为了保证电极上无其它负反应发生。如Ce3+-e-Ce4+第六章库仑分析法*四、恒电流库仑滴定──库仑滴