电解及库仑分析法

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1、第十一章电解及库仑分析法§11-1概述电解分析和库仑分析是利用将电能转变为化学能的电解池来进行的。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法一、电解分析和库仑分析：1、电解分析：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。又称电重量法。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法是现有分析方法中最精密的方法之一。精确度可达千分之一。不需要标准物校正，直接获得测得量与重量的关系。此法有时可作为一种离子分离的手段。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法2、库仑分析：通过测量在电解过程中，待

2、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。也叫电量分析法。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法二、电解池组成：化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法§11-2电解分析一、电解分析基本原理1、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。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法2、电解装置：见图：化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法化学与化学工程学院分

3、析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法由阳极（用螺旋状Pt并旋转，使生成的气体尽量扩散出来)，阴极（用网状Pt，大的表面)和电解液。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法3、理论分解电压：化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法通常将两电极上产生迅速的连续不断的电极反应所需的最小电压称为理论分解电压。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法电解时产生了一个极性与电解池相反的原电池,其电动势称为“反电动势”（ε反）。因比，要使电解顺利进行，首

4、先要克服这个反电动势。理论分解电压E分为E分=ε反=φ正－φ负化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法而原电池的电动势是可以通过其电极电位计算出来的。所以，理论分解电压也可以通过计算得到。例如：计算溶液中CuSO4和H+离子浓度均为lmol/L的理论分解电压。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法此原电池的电动势为ε=φ正－φ负=1.23-0.34=0.89V化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法4、实际分解电压：电解反应按一定速度进行所需的实际电压称为实际分解电压。化学与化学工程学院分析化学精品课程组

5、制第十一章电解及库仑分析法由于电池回路的电压降和阴、阳极的极化所产生的超电位，使得实际上的分解电压要比理论分解电压大：U=(c-a)+(c＋a)+iR。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法以0.2MH2SO4介质中，0.1MCuSO4的电解为例：阴极反应：Cu2++2e===Cu阴极电位：=0+0.059/2lgCCu2+=0.337+0.059/2lg0.1=0.308V化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法阳极反应：1/2O2+2H++2e===H2O阳极电位：=0+0.059/2lg(PO21/2CH

6、+)=1.23+0.059/2lg(11/20.22)=1.189V化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法电池电动势：E=c-a=0.308-1.189=-0.881V因此,理论分解电压值=电池电动势值=0.881V化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法设Pt阴极面积流密度为100cm2,电流为0.1A，O2在Pt阴极上的超电位为0.72V，电解池内阻为0.5化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法实际分解电压=(c+c)－(a－a)+iR=[(1.189+0.72)-(0.308－0)

7、+0.10.5]=1.65V化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法二、恒电流电解法在恒定的电流条件下进行电解,然后直接称量沉积于电极上的物质的量的分析方法。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法(1)电流的控制(0.5-2A)(2)应用准确度高,但选择性低,用于分离氢前后的金属。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析法过程：控制电解电流保持不变，随着电解的进行，外加电压不断增加，因此电解速度很快。化学与化学工程学院分析化学精品课程组制第十一章电解及库仑分析