电解和库仑ppt课件.ppt

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1、电解和库仑分析法ElectrolysisandCoulometry1概述：电解分析法(electrolyticanalysis)：电解分析法分为为电重量法和电解分离法。电重量分析法：通过施加外加电压电解试液，待电解完成后，直接称量在电极上析出的待测物质的质量，计算待测物质含量。电解分离法：控制一定的电解条件进行电解，以达到不同物质的分离。2电解分析与库仑分析的异同共同点：以电解反应原理为基础,不需要基准物质和标准溶液，是一种绝对的分析方法,准确度高。不同点：电重量法只能用来测量高含量物质；而库仑分析法适用于微量、痕量成分的测定。库仑分析法(coulimetry)库仑分析法又

2、称为电量分析法.它是以电解过程中消耗的电量对物质进行定量的方法,称为库仑分析3一、电解分析法一原理(一)电解电流通过化学电池在电极上发生电子转移的过程叫电解PtPt+-CuSO4溶液用Pt电极电解CuSO4溶液阴极反应：Cu2++2e→Cu阳极反应：H2O–2e→½O2(g)+2H+电解反应：H2O+Cu2+→½O2(g)+2H++Cu4分解电压残余电流电解电流电压与电流关系（二）电解过程中i—E曲线5残余电流：当外加电压低且增加时，有一个逐渐增加的微小电流通过电解池，这个微小电流称为残余电流。电解电流：当电位增大到某一数值时，电流迅速增大，并随电压的增大直线上升，电解池内

3、发生明显的电极反应。分解电压：电解发生时在阴阳极上析出时所需的最小外加电压。6常识：在阴极上：电位越高者，越容易获得电子被还原。在阳极上：电位越低者，越容易失去电子被氧化。析出电位：离子在电极上得失电子所需的最小外加电压。在数值上等于该离子的电极电位。Cu2+离子被还原成金属铜而沉积下来铜的析出电位就是平衡时Cu的电极电位。分解电压和析出电位7有理论分解电压和实际分解电压理论分解电压：仅考虑电极反应，不考虑电路电阻、过电位存在时：E理=E阳-E阴在数值上等于由该电解质所构成的原电池的电动势。分解电压8阳极电位；阳极过电位阴极电位；阴极过电位R内阻；i电流实际分解电压：实际电

4、解过程中，由于电路电阻、阴阳两极过电位存在，实际分解电压大于理论分解电压。9例：在lmol·L-1的HNO3介质中电解0.5mol·L-1的CuSO4溶液，计算其分解电压。解：电极反应为：阴极反应：Cu2++2eCu阳极反应：H2O-2e1/2O2+2H+析出电位（平衡电位）：实际上测得的分解电压是1.36V。10(一)、控制电流电解法(恒电流电解)含义：恒电流电解：保持电流不变的分析方法，随着电解的进行，外加电压不断增加，因此电解速度很快。二电解分析方法和应用11（1）设备比较简单；电解过程中逐渐增加电压。（2）电解完全所需要的时间较短；（3）选择性差，在测定混合离子

5、的溶液时，容易产生多种金属离子共电析，只能把氢电极电位以上和以下的元素分开。（4）常用来测定组成比较简单的试样。恒定电流电解法(恒电流电解)特点:12(二)、控制电位（恒电位）电解分析例：0.1MH2SO4介质中，含1.0MCu2+和0.01MAg+，问能否通过控制外加电压方法使二者分别电解而不相互干扰？恒定外加电压的电解方法.13a)、各阳离子在阴极的析出电位解：电极反应：阴极：Cu2++2eCu或Ag++eAg阳极：H2O-4e1/2O2+2H+因为EAg>Ecu，故Ag+先于Cu2+析出。14b)、Ag+完全析出时的外加电压设Ag+“完全”析出时溶液中Ag+的浓

6、度为10-6M，则Ag的阴极析出电位：EAg=0.779+0.059lg10-6=0.445V因0.445＞0.337即Ag全部析出后，外加电压还未达到Cu的析出电位。所以可以通过控制外加电压的方法分离Ag和Cu。15恒电位电解法特点：可以精确地分离金属元素（选择性高），准确地测定各种金属含量。各种物质析出电位差是电解分离的关键。1、当电解至分析物浓度为10-5mol·L-110-6mol·L-1时，认为电解完全2、一价金属离子完全分离的电极电位至少应相差0.3V；二价离子完全分离的电极电位至少应相差0.15V。常识:16以Hg作阴极即构成所谓的Hg阴极电解法。但因Hg密

7、度大，用量多，不易称量、干燥和洗涤，因此只用于电解分离，而不用于电解分析。特点：1)、可以与沉积在Hg上的金属形成汞齐；2)、H2在Hg上的超电位较大，扩大电解分析电压范围；3)、Hg比重大，易挥发除去。(三)汞阴极电解法17分类:1、控制电位库仑分析2、控制电流库仑分析(又称为库仑滴定)。二、库仑分析含义：库仑分析是通过测量电解过程中消耗的电量实现对待测物含量的分析。条件：电极反应专一；保证电流效率100%18(一)Faraday定律电解过程中，在电极上析出的物质的质量与通过电解池的电量之间的关系，遵守Farad