电解和库仑分析法 课件.ppt

库仑分析法建立于 1940 年左右，它是在电 解的基础上发展起来的．与两种电解过程 相对应，库仑分析分为 控制电位 库仑分析 法和 控制电流 库仑分析法．由于该法是根 据电解过程中所消耗的电量来求得被测物 质含量的方法，因此又称 电量 分析法． 16.4 库仑分析法 （ 1 ）当电解时，在任何电极反应中，发生 变化的物质的量与通过电解池的电量成正 比，即与电流强度和通过电流的时间的乘 积成正比。 （ 2 ）在各种不同的电解质溶液中，通过相 同的电量时，发生变化的每种物质的量与 它们的化学当量成正比。 一 . 法拉第（ Faraday ）定律 电解过程中，在电极上析出的物质的重量 与通过电解池的电量之间的关系，遵守法 拉第定律，可用下式表示 Q nF M W ? W 为物质在电极上析出的克数； M 为分子量 , n 为电子转移数 , F 为法拉第常数， 1F=96487C ； Q 为电量，以 C 为单位． 如果通过电解池的电流是恒定的，则 Q = it it nF M W ? 电流效率 总 样 杂 溶 样 样 电流效率 i i i i i i ? ? ? ? 由法拉第电解定律可知，当物质以 100 % 的电 流效率进行电解反应时，那么就可以通过测量 进行电解反应所消耗的电量 ( 库仑数 ) ，求得电极 上起反应的物质的量． ? 库仑分析是基于电量的测量，因此， 通过电解池的电流必须全部用于电解被测 的物质，不应当发生副反应和漏电现象， 即保证电流效率 100 ％，这是库仑分析的关 键． 影响电流效率的因素： 运用库仑分析法 , 关键是要求分析中的电流 效率要 100% ，即电解时消耗的电量全部用 于被测物质的电极反应，必须避免电极上 可能发生的副反应，其主要有： ①溶剂的电解 ：主要是 H 2 O 的分解 通过控制适当的电极电位及溶液 pH 范围，以防止水的分解。 ② 电极本身参加反应 ： 铂电极在较正的电位时，不会被氧化（其标准电极电位为 1.2V ） . 但当溶液中有能与其络和的试剂存在时（如 Cl - ）， 则会降低其电极电位，而有可能被氧化。 ③氧的还原 ： O 2 + 4 H + + 4e ＝ H 2 O 或 H 2 O 2 ④电解产物的副反应 ： 如在汞阴极上还原 Cr 3+ 为 Cr 2+ 时，电 解产物 Cr 2+ 会被溶液中的 H + 氧化又生成 Cr 3+ ⑤其它干扰物质的存在，在阴极或阳极析出 . 电解和库仑分析法 Electrolytic and coulometric analysis 卓颖 西南大学 ? 电解分析的原理 ? 分解电压与析出电位，离子 的析出顺序及完全程度 ? 电解分析法及应用 ? 库仑分析法及应用 电解与库仑分析法 电解分析和库仑分析所用化学电池是将电能转变为 化学能的电解池。 化学电池中有较大电流流过时 所建立的电化学分析法。 在电解池的两个电极上， 外加一定的直流电压 ，使电 解池中的电化学反应向着 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，此时电解池中 有 电流 通过 --- 电解。按电解后所采用的计量方式分为： 电解分析法和库仑分析法。 库仑分析法： 通过测量在电解过程中，待测物发生氧化还原反应 所消 耗的电量 为基础的电分析方法。该法不一定要求待测物在 电极上沉积，但 要求电流效率为 100% 。实现库仑分析的方 式 有恒电位库仑分析 和 恒电流库仑分析 （库仑滴定）。 电解分析法： 通过称量在电解过程中，沉积于电极表面的待测物质量为 基础的电分析方法。它是一种较古老的方法，又称 电重量法 。 此法有时可作为一种离子分离的手段。实现电解分析的方式有 三种： 控制外加电压电解、控制阴极电位电解和恒电流电解。 电解分析法与库仑分析法之比较 电解分析法 ：测定高含量的物质，需要在 电极表面沉积。 库仑分析法 ：被测物无需在电极表面沉积， 可用于痕量分析，无需基准物质和标准溶 液。 16.2 电解分析的基本原理 一、电解 当直流电通过某种电解质溶液时，电极 与溶液界面发生化学变化，引起溶液中物质 分解，这种现象称为电解。 电解