《电解与库仑法》PPT课件

《《电解与库仑法》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电解及库仑分析法一、电解分析法二、库仑分析法概述电解分析法是将待测物质的溶液置于电解装置中，利用外加电源进行电解，使被测物质在电极上以金属或其它形式析出，从而实行定量分析或分离的一种方法。电解分析法包括:电重量分析法――通过电解后直接称量电极上被测物质的质量进行分析的，常用于高含量物质的分析；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。库仑分析法是在电解分析法的基础上通过测量电解过程中所消耗的电量来进行定量分析的方法。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

2、重量。电解所消耗的电量来进行。电流效率100％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。§1、电解分析法一、基本原理（一）电解装置与电解过程两类电池：原电池：正极(阴极)、负极(阳极)电解电池：正极(阳极)、负极(阴极)电解装置主要由电解池(包括电极、电解溶液及搅拌器)、外加电压装置（分压器）及显示仪器三部分。电解过程电解硫酸铜溶液,当逐渐增加电压，达到一定值后，电解池内与电源“-”极相连的阴极上开始有Cu生成，同时在与电源“+”极相连的阳极上有气体放出，电解池中

3、发生了如下反应：阴极反应：Cu2++2e＝Cu阳极反应：2H2O＝O2+4H++4e电池反应：2Cu2++2H2O=2Cu+O2+4H+（二）、分解电压和析出电位当外加电压较小时,不能引起电极反应，几乎没有电流或只有很小电流通过电解池增大外加电压,电流略为增加,直到外加电压增加至某一数值后,通过电解池的电流明显变大电极电位称析出电位(φ析)施加的电压称分解电压(U分)电流分解电压是指被电解物质在两电极上产生迅速的、连续不断的电极反应所需的最小的外加电压。如将电源切断，这时外加电压虽已经除去，但伏特计上的指针并不回到零

4、，而向相反的方向偏转，这表示在两电极间仍保持一定的电位差。这是由于在电解作用发生时，阴极上镀上了金属铜，另一电极则逸出氧。金属铜和溶液中的Cu2+组成一电对，另一电极则为氧的电极。当这两电对联接时，形成一原电池。此原电池的反应方向是由两电对的电极电位的大小决定的。原电池发生的反应为：负极Cu－2e→Cu2+正极O2＋4H+＋4e→2H2O反应方向刚好与电解反应相反。设溶液中CuSO4和H+离子浓度均为lmol/L，此原电池的电动势为U=φ正－φ负=1.23-0.35=0.89V可见，电解时产生了一个极性与电解池相反的

5、原电池,其电动势称为“反电动势”（E反）。因比，要使电解顺利进行，首先要克服这个反电动势。理论分解电压U分为：U分=E反U外-U分=iR析出电位是指物质在阴极上产生迅速的、连续不断的电极反应而被还原析出所需的最正的阴极电位，或在阳极上被氧化时所需的最负的阳极电位。分解电压对整个电解池而言析出电位是对某一电极而言对可逆电极过程来说，分解电压与析出电位关系为：U分=φ析（阳）-φ析（阴）设溶液中CuSO4和H+离子浓度均为lmol/L，此原电池的电动势为U=φ正－φ负=1.23-0.35=0.89V对于电解1mol/LC

6、uSO4溶液，其E分不为0.89V,而为1.36V。（三）、过电位与过电压过电压是指当电解以十分显著的速度速度进行时，外加电压超过可逆电池电动势的值。过电压η包括阳极过电位ηa和阴极过电位ηc。η=分解电压-可逆电池电动势η=ηa-ηc过电位可分为浓差过电位和电化学过电位两类。前者是由浓差极化产生的，后者是由电化学极化产生的。电化学极化：电解时，电极上有净电流流过时，电极电位偏离其平衡电位的现象。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。理论分解电压与实际分解电压A.理论分解电压：根据能

7、斯特方程计算，使反应进行,需要提供的最小外加电压（D’点）。B.实际分解电压（析出电位）：实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分解电压（D点）。定量关系U外=U分+iR=[(φ理(阳)+ηa)－(φ理(阴)+ηc)]+iR对于电解1mol/LCuSO4溶液，其E分不为0.89V,而为1.36V。有两个原因: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过电位（η阳和η阴）二、电重

8、量分析法与电解分离电重量分析法：利用电解将被测组分从一定体积溶液中完全沉积在阴极上，通过称量阴极增重的方法来确定溶液中待测离子的浓度。两种方式：(一)恒电流电重量分析法（控制电流电解法）用直流电源作为电解电源。铂网做阴极，螺旋形铂丝做阳极并兼作搅拌之用。保持电流在0.5-2A之间恒定，可分离电动序中氢以上与氢以下的金属。选择性差，分析时间短。(