厦门大学：《仪器分析及实验技术》课程教学资源（PPT课件）第十七章 电解和库仑分析法 Electrolysis and Coulometry

第十七章电解和库仑分析法 Electrolysis and Coulometry

第十七章 电 解 和 库 仑 分 析 法 Electrolysis and Coulometry

测量完成氧化还原反应所需要的电量 电解分析法是将被测溶液置于电解装置中 进行电解,使被测离子在电极上以金属或基它 形式析出,由电解所增加的重量求算出其含量 的方法。这种方法实质上是重量分析法,因而 又称为电重量分析法。 库仑分析法是在电解分析法的基础上发展 起來的一种分析方法。它不是通过称量电解析 出物的重量,而是通过测量被测物质在100 电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析 为方法

测量完成氧化还原反应所需要的电量 电解分析法是将被测溶液置于电解装置中 进行电解，使被测离子在电极上以金属或其它 形式析出，由电解所增加的重量求算出其含量 的方法。这种方法实质上是重量分析法，因而 又称为电重量分析法。 库仑分析法是在电解分析法的基础上发展 起来的一种分析方法。它不是通过称量电解析 出物的重量，而是通过测量被测物质在100％ 电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析 的方法

包括:电解分析法,又称电重量法 库仑法:控制电位库仑法 控制电流库仑法。又称 库仑滴定法

包括：电解分析法，又称电重量法 库 仑 法：控制电位库仑法 控制电流库仑法， 又称 库仑滴定法

17.1电重量法 应用外加电源电解试液。电解后直接称量电 极上析出的被测物质的质量。 分解电压:使电解物质在两电极上产生迅 速的、连续不斷的电极反应时所的最小的外 加电压。 对于可逆反应分解电压三自发电池的电动势 析出电位:物质在阴极上被还原析出所需 的最正阴极电位。或在阳极上被氧化析出所需 的最负阳极电位, 对于可逆反应。析出电放〓平衡时的电极电放 电压和电位的区别

17.1 电重量法 应用外加电源电解试液，电解后直接称量电 极上析出的被测物质的质量。 分解电压：使电解物质在两电极上产生迅 速的、连续不断的电极反应时所需的最小的外 加电压。 对于可逆反应，分解电压 = 自发电池的电动势 析出电位：物质在阴极上被还原析出所需 的最正阴极电位，或在阳极上被氧化析出所需 的最负阳极电位， 对于可逆反应，析出电位 = 平衡时的电极电位 电压和电位的区别

电解电极 D 分 外 电磁挽掉器 分解电压V 电解装置

分解电压V 电解装置 i

17.1电重量法 e.g.Cu2浓度1mol/L,Ag浓度0.01mo1/①L,以Pt 电极电解,在阴极上首先析出的是Cu还是Ag? Cu和Ag能否分开? Ag的析出电位,E= Eo.+0.0591 lgLAg ]=0.68V Cu的析出电位,E=Ex+0.0591/21g[Cu2+]=0.35V Ag的析出电位较Cu的正,故Ag先在阴极析出 设:[Ag+]=10mo1L即为电解完全,则此时的 阴极电位为 E=E0Ag+0.05911g10-7=0.39V 可分离

17.1 电重量法 e.g. Cu2+浓度1mol/L，Ag+浓度0.01mol/L，以Pt 电极电解，在阴极上首先析出的是Cu还是Ag？ Cu和Ag能否分开？ Ag的析出电位，E＝E 0 Ag＋0.0591 lg[Ag＋]＝0.68V Cu的析出电位，E＝E 0 Cu＋0.0591/2 lg[Cu2＋]＝0.35V Ag的析出电位较Cu的正，故Ag先在阴极析出。 设：[Ag＋]=10-7mol/L即为电解完全，则此时的 阴极电位为： E=E0Ag＋0.0591 lg10－7＝0.39V 可分离

17.2控制电位库仑法 恒定工作电极的电位,测量电流随时间 变化值,根据所消耗电量求被测物质含量 在电解池装置的电解电路中串入一个能 精确测量电量的库仑讣,电解时,用恒电位 装置控制阴极电位,以100%的电流效率洗 行电解,当电流趋于零时,电解即完成。 由库仑计测得电量,根据 Faraday定律 求出被测物质的含量

17.2 控制电位库仑法 恒定工作电极的电位，测量电流随时间 变化值，根据所消耗电量求被测物质含量。 在电解池装置的电解电路中串入一个能 精确测量电量的库仑计，电解时，用恒电位 装置控制阴极电位，以10O％的电流效率进 行电解，当电流趋于零时，电解即完成。 由库仑计测得电量，根据Faraday定律 求出被测物质的含量

17.2控制电位库仑法 参比电极 工作电」 对电似 电压 席仑计 埔助电极Pt 工作电极 Pt,Ag,C等 . gs 图1庠仓分析的恒电位仪 参比电极SCE

17.2 控制电位库仑法 辅助电极Pt 工作电极 Pt，Ag，C等 参比电极SCE

17.2控制电位库仑法 i(=nFAmoCox(t (1)=l0)exp 常数 面秋 Q()=「i #e-,F=法拉第常数 t则反应完全 A=电极面积,V=溶液体积 分析时间 皿=氧化态物质质量迁移速率 2.303 Cox(t) Ox 氧化态浓度 lg Cox(0)

17.2 控制电位库仑法 i(t) = nFAm0C0x(t) ( ) ( ) (0) exp pt i t i − = = = 常数 V m A p 0  = t Q t idt 0 ( ) i t t 则反应完全 面积≌ 电量 n＝＃e－，F＝法拉第常数 A=电极面积，V＝溶液体积 m0＝氧化态物质质量迁移速率 C0x＝氧化态浓度 (0) ( ) lg 2.303 0 0 x x C C t p t = − − 分析时间

17.3控制电流库仑法 恒定电解电流(电流效率为100%),测量 电位随时间变化值,根据所耗电量求被测物质 含量。 由恒电流发生器产生的恒电流通过电解池, 被测物质直接在电极上反应或电极附近由于电 极反应产生一种能与被测物质起作用的试剂 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。由电解进行的时间 t(s)和电流强度(A),可求算出被测物质 的量W(g)。 此法又称为控制电流库仑滴定法.f称为 库仑滴定法

17.3 控制电流库仑法 恒定电解电流（电流效率为100%），测量 电位随时间变化值，根据所耗电量求被测物质 含量。 由恒电流发生器产生的恒电流通过电解池， 被测物质直接在电极上反应或电极附近由于电 极反应产生一种能与被测物质起作用的试剂, 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。由电解进行的时间 t（s）和电流强度（A），可求算出被测物质 的量W（g）。 此法又称为控制电流库仑滴定法，简称为 库仑滴定法