《库仑分析》PPT课件

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1、第六章库仑分析法Coulometry1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。其测量过程是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。2阳极：发生氧化反应的电极（负极）；阴极：发生还原反应的电极（正极）；阳极≠正极阴极≠负极原电池电解池阳极：发生氧化反应的电极（正极）；阴极：发生还原反应的电极（负极）；阳极=正极阴极=负极31、电重量法：通过称量在电解过程中，沉积于电极表面的待测物质的质量为

2、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。2、库仑分析：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）。46-1法拉第电解定律及库仑分析法概述一、法拉第电解定律1、法拉第第一定律:进行电解反应时，物质在电极上析出产物的质量m与通过电解池的电量Q成正比。

3、2、法拉第第二定律：通过同量的电量时电极上所沉积的各物质的质量与各该物质的M/n成正比。式中：M为析出物质的摩尔质量（g），Q为电量（1库仑=1安培×1秒），F为法拉第常数（1F=96487库仑），n为电极反应中转移的电子数。5二、库仑分析概述1、库仑分析法的分析结果通过测量电解反应所消耗的电量求得。（电极反应-电量-物质量相互关系）库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律；基本要求：电极反应单纯，电流效率100%。2、分类控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定66-2控制电位电解法电解是利用外部电源使化学反应向非自发方向进行的

4、过程。在电解池的两个电极上施加一直流电压，直至电极上发生氧化还原反应，此时电解池中有电流流过，该过程称为电解。(施加电压-发生反应)为什么要控制电位电解？各种金属离子具有不同的分解电压，在电分析中，金属离子又大部分在阴极析出，要达到分离的目的，需要控制阴极电位。71、控制电位电解1）特点：电位E是控制对象；电流i是测量对象电极电位决定起反应的物质和反应进行的程度。2）原理：将工作电极的电位控制在某一合适的电位值或某一个小范围内，使被测离子在工作电极上析出，其它离子则留在溶液中，以达到分离和测定的目的。82、电解过程当逐

5、渐增加电压（0.01mol·L-1Ag+和1mol·L-1Cu2+，达到一定值后，电解池中发生了如下反应：阴极：Cu2++2e＝CuAg++e=Ag阳极：2H2O＝O2+4H++4e比较两者的标准电极电位：Ag+先在阴极上被还原而析出银开始析出时，阴极电位：93、分解电压分解电压是指使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。101）理论分解电压根据能斯特方程计算，使反应进行,需要提供的最小外加电压（D′点）。2）实际分解电压（析出电位）实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分

6、解电压（D点）。3）产生差别的原因超电位、电解回路的电压降（iR）的存在。则外加电压应为：Ea，Ec分别为阳极电位和阴极电位，ωaωc为阳极与阴极的超电压，U分为分解电压，R为电解池线路的电阻，i为通过电解池的电流11理论分解电压与实际分解电压不同的两个原因：一是由于电解质溶液有一定的电阻，欲使电流通过，必须用一部分电压克服iR（i为电解电流，R为电解回路总电阻）电位降，一般这是很小的；二是主要用于克服极化现象产生的阳极反应和阴极反应的超电位.4、产生超电位的原因：电极极化：电解时，电极上有净电流流过时，电极电位偏离其

7、平衡电位的现象。1）浓差极化：电流流过电极，表面形成浓度梯度。使正极电位增大，负极电位减小。12减小浓差极化的方法：a.减小电流，增加电极面积；b.搅拌，有利于扩散2）电化学极化电荷迁越相界面的放电所需的超电位。产生的原因：电极反应速度慢，电极上聚集了一定的电荷。13因此，欲电解硫酸银溶液，需要外加电压U分=（1.23+0.47）0.682=1.02V当施加1.02V的电压时，Ag+在阴极析出，同时阳极析出氧气。14随着溶液中银离子浓度的降低，阴极电位向负电位方向移动，此时外加电压需要不断增加，才能使电解继续进行。铜

8、的分解电压为U分=(1.23+0.47)-0.345=1.35V对比当溶液中的银离子浓度为10-7M时的分解电压可以通过控制合适的电位，利用电解法来分离Ag+与Cu2+15电极电位的控制是根据下列原理实现的。外加电压=（E+–E-）＋i（R+r)外加电压＋i（R+r)R为电解池外线路中的电阻，r为电解池内阻。-E-=电源电压-i（