《电解和库仑法》ppt课件

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1、电解和库仑分析法ElectrolysisandCoulometryNovember20,2010http://www.2345.com/?k1035835上一章讨论的是净电流i=0情况本章讨论的是净电流i≠0，即电极上发生电极反应情况：①电量——库仑法②电极上沉积物重量——电重量法电解分析{电解分离电重量分析库仑分析}定量分析共同特点：均以电解反应为基础且不需要基准物质或标准溶液。差异：电解分析的电解产物必须沉积在电极上，库仑分析则无此项限制。电重量分析只能测高含量组分，库仑分析可测高含量、微量及痕量物质。§1电解分析法一电解现象1含义—外加在电解池的两个电极上的直流电压，使两极上

2、发生反应而引起物质的分解，这个过程称为电解2电解池正负极、阳阴极与外加电源正负极的关系电解池的负极即电解池的阴极，与外加电源的负极相连接，电解时阴极发生还原反应电解池的正极即电解池的阳极，与外加电源的正极相连接，电解时阳极发生氧化反应电解池{正极——阳极——正极负极——阴极——负极}外加电源还原反应氧化反应电解池直流电源电极反应CuSO4阴极：阳极：电池反应：二分解电压与析出电位1分解电压分解电压—被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。理论分解电压E理分＝E反（E反：可逆电池电动势，称反电动势）实际分解电压E实分＝E理分＋ηη=ηa-ηc外加电压

3、与分解电压的关系—电解方程式V外－E实分＝i(R+r)E可逆E可逆＋E不可逆阴阳阴极曲线阳极曲线电位+-电流密度电解池电极的极化曲线电解Cu(II)溶液时的电流-电压曲线2析出电位析出电位—物质在阴（阳）极上产生迅速的、连续不断的电极反应而被还原（氧化）时所需最正（最负）的阴极（阳极）电位。理论析出电位实际析出电位发生电极反应时的条件（要求）外加在电解池的阴极电位比某物质实际析出电位负，即：外加在电解池的阳极电位比某物质实际析出电位正，即：3分解电压与析出电位的关系分解电压是指整个电解池而言析出电位是针对某一个电极而言实例：对于下列电池，如果内阻趋于零，且ηa(O2)=0

4、.72V,ηc(Cu)=0求：则三电解时离子析出的次序及完全程度1析出次序阴极：由高到低依次析出（）阳极：由低到高依次析出（）2完全程度电解完全—某离子电解后，在溶液中剩下为原来浓度的10-5倍时基本电解完全。完全析出条件（电解完全时电极电位变化情况）当某离子在阴极析出时，若其时，则认为两离子可完全分离，即：随着电解的进行，阴极析出电位越来越负；同理，阳极析出电位越来越正，电解越难进行对于一价离子，共存的两种离子，析出电位相差必须在0.30V以上才可分离；对于二价离子，共存的两种离子，析出电位相差必须在015V以上才可分离四电解分析方法及其应用（一）控制电流电解法含义—在恒定电流的

5、条件下进行电解的分析方法装置图恒电流电解CuSO4装置图itt电流、电位与时间曲线应用电重量分析电解分离：分离电位表上氢离子以下的金属和氢离子以上的金属方法特点装置简单准确度高（不需采用标液和基准试剂）相对误差小电解速度快（一般控制电流为0.5-2A）选择性差（二）控制电位电解法含义—控制阴极或阳极电位为一定值的条件下进行电解分析的方法原理溶液中由A、B两种金属离子，它们的电流与阴极析出电位的关系如右图所示，a、b两点代表A、B的析出电位。如果阴极电位控制在a与b之间的d点，则A离子能在阴极还原析出而B离子则不能析出，从而达到A、B两种离子分离的目的。如果阴极电位控制在b之后某点，

6、则A、B两离子均还原出来。R对电极(阳极)工作电极(阴极)SCE电子毫伏计装置图控制阴极电位电解装置图t电流、电位与时间曲线控制电位电解过程中，若仅有一种物质在电极上析出，且电流效率为100%，电流与电解的时间关系为：式中i0为开始电解时的电流，it为时间t时的电流，k为常数，它与溶液性质等因素有如下关系：式中D为扩散系数(cm2·s-1)，A为电极表面积(cm2)，V为溶液体积(cm3)，δ为扩散层厚度(cm)，常数26.1中已包含将D单位转换为cm2·min-1的换算因子60在内欲缩短电解时间，使k增大，即：电极表面积大；溶液体积小；升温使D增大；搅拌减小扩散层厚度应用电重量分

7、析电解分离方法特点选择性高，分离效果好分析时间较长实例：通过计算说明两种离子是否可以分离完全Cu2+：1mol·L-1；Ag+：0.01mol·L-1φ析(Ag+)比φ析(Cu2+)正，故Ag+先析出Ag+的浓度达到10-7mol·L-1时，即沉淀完全。此时，Cu2+尚未析出Ag+和Cu2+可分离完全（三）汞阴极电解分离法电极{阴极：汞或汞齐化的铂阳极：铂用途主要用于分离例1：电解还原Cu2+、Pb2+和Cd2+，提纯铀。例2：酶法分析中，电解除去重金属离子。特点1)